JPH06267029A - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルクハウゼンノイズを抑制でき、高感度、
高Ｓ／Ｎ、高信頼性、高記録線分解能で構造が簡単な差
動動作タイプの磁気抵抗効果型ヘッドを提供するこをを
目的とする 【構成】 一対の異方性磁気抵抗効果素子または一対の
巨大磁気抵抗効果素子（スピンバルブ素子等）を反強磁
性膜を介して構成し、これを差動動作させた磁気抵抗効
果型ヘッド。 【効果】 簡単な素子・ヘッド構造でバルクハウゼンノ
イズの抑制が可能となり、しかも高感度、高Ｓ／Ｎ、高
信頼性、高記録線分解能が得られ、製造も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置やＶ
ＴＲ等に用いられる磁気抵抗効果型再生ヘッドに係り、
特に、バルクハウゼンノイズの抑制が可能で、高感度、
高Ｓ／Ｎ、高線分解能が達成可能な磁気抵抗効果型再生
ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド型ＭＲヘッドは、高透磁率を有
するシールド層と磁気抵抗効果素子との間の電気的な絶
縁を確保するために、絶縁層の厚みをある一定以下にす
ることが困難であるため、絶縁層の厚みで規定される線
記録分解能を向上させることが難しかった。この問題を
解決する手段として、２枚の異方性磁気抵抗効果素子を
非磁性絶縁層または非磁性金属層からなる中間層を間に
介して積層した構造のデュアルエレメントタイプの磁気
抵抗効果型ヘッドが知られている（特公昭５３−５７２
０４号）。

【０００３】このタイプの磁気抵抗効果型ヘッドでは、
一対の磁気抵抗効果素子に、例えば記録トラック幅の方
向に同一極性のセンス電流を流すと、互いに逆極性で且
つ磁気記録媒体面に垂直な方向に動作点バイアスが付与
される。そのため、２枚の磁気抵抗効果素子は、それぞ
れ同一極性の信号磁界に対しては逆極性の電気抵抗変化
を示し、これらが相殺するために出力が発生しない。ま
た、互いに逆極性の信号磁界を受けたときには、同極性
の電気抵抗変化を生じるため、これらが強め合うことに
より出力が得られる。

【０００４】このように、デュアルエレメントタイプの
磁気抵抗効果型ヘッドは、いわゆる差動動作の出力応答
をする再生ヘッドである。しかも、中間層の膜厚で線分
解能を規定できるために、シールド層を設ける必要がな
く、従って簡単な構造で、高分解能で高Ｓ／Ｎの信号再
生を可能にすることが知られている。

【０００５】しかしながら、このタイプの磁気抵抗効果
型ヘッドに関しては、簡単なヘッド構造を維持したま
ま、効果的な交換バイアス方法を一対の磁気抵抗効果素
子に付与してバルクハウゼンノイズを抑制する技術が見
出だされていないため、今のところ実用化が難しく、そ
の解決策が待たれていた。

【０００６】また最近では、従来の異方性磁気抵抗効果
よりも高感度のスピンバルブ現象を始めとする巨大磁気
抵抗効果が発見されており、この効果を利用した磁気抵
抗効果素子の再生ヘッドへの応用が研究されている。し
かし、今のところ、前述のように出力応答が差動動作す
るタイプで、しかも高信頼性、高線分解能、高Ｓ／Ｎが
同時に満足されるような素子構造またはヘッド構造は知
られていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バル
クハウゼンノイズの抑制が容易で、高感度、高Ｓ／Ｎ、
高線分解能、高信頼性が得られ、しかも製造が容易な、
異方性磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘッドを
提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、バルクハウゼンノイ
ズの抑制が容易で、高感度、高Ｓ／Ｎ、高線分解能、高
信頼性が得られ、しかも製造が容易な、巨大磁気抵抗効
果を利用した磁気抵抗効果型ヘッドを提供することにあ
る。 ［発明の構成］

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、本発明は、第１の磁気抵抗効果素子と第２
の磁気抵抗効果素子を反強磁性膜を間に介在させて積層
してなり、前記第１及び第２の磁気抵抗効果素子は、と
もに異方性磁気抵抗効果膜であるか、または一対の磁性
膜を非磁性金属膜を間に介在させて積層したものである
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。本
発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、更に、以下の態様が可
能である。

【００１０】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
第１及び第２の磁気抵抗効果素子は両者ともに異方性磁
気抵抗効果素子であり、第１及び第２の磁気抵抗効果素
子に通電するセンス電流の方向を、磁気記録媒体に磁化
された記録トラックの幅方向とし、且つ反強磁性膜によ
って第１及び第２の磁気抵抗効果素子に対して、記録ト
ラック幅方向に同一極性または逆極性の縦バイアス磁界
を付与したことを特徴とするもの。

【００１１】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
第１及び第２の磁気抵抗効果素子は両者ともに異方性磁
気抵抗効果素子であり、第１及び第２の磁気抵抗効果素
子に通電するセンス電流の方向を磁気記録媒体面に垂直
な方向とし、第１及び第２の磁気抵抗効果素子の間に２
層の反強磁性膜（２層の反強磁性膜の間に磁性膜を介し
てもよい）が設けられ、一方の反強磁性膜に接する側の
一方の磁気抵抗効果素子に対して一方の反強磁性膜によ
り磁気記録媒体面に垂直な方向に縦バイアス磁界を付与
し、他方の反強磁性膜に接する側の他方の磁気抵抗効果
素子に対しては、他方の反強磁性膜により一方の磁気抵
抗効果素子に付与した縦バイアス磁界とは同方向だが逆
磁性の縦バイアス磁界を付与したことを特徴とするも
の。なお、１層の半強磁性膜用いても、同様の縦バイア
ス磁界の付与は可能である。

【００１２】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
第１及び第２の磁気抵抗効果素子は両者ともに２枚の磁
性膜が非磁性金属膜を介して積層構成されたものであ
り、第１及び第２の磁気抵抗効果素子に通電するセンス
電流の方向を磁気記録媒体に磁化された記録トラックの
幅方向とし、且つ反強磁性膜によって第１及び第２の磁
気抵抗効果素子を構成する２枚の磁性膜の内、反強磁性
膜に接する側の磁性膜に対して記録トラック幅方向に同
極性または互いに逆極性の縦バイアス磁界を付与したこ
とを特徴とするもの。

【００１３】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
第１及び第２の磁気抵抗効果素子は両者ともに２枚の磁
性膜が非磁性金属膜を介して積層構成されたものであ
り、第１及び第２の磁気抵抗効果素子に通電するセンス
電流の方向を磁気記録媒体面に垂直な方向とし、第１及
び第２の磁気抵抗効果素子の間に２層の反強磁性膜（２
層の反強磁性膜の間に磁性膜を介してもよい）が設けら
れ、一方の磁気抵抗効果素子を構成する２枚の磁性膜の
内、一方の反強磁性膜に接する側の磁性膜に対して一方
の反強磁性膜により磁気記録媒体面に垂直な方向に縦バ
イアス磁界を付与し、他方の磁気抵抗効果素子を構成す
る２枚の磁性膜の内、他方の反強磁性膜に接する側の磁
性膜に対しては他方の反強磁性膜により一方の磁気抵抗
効果素子側への縦バイアス磁界とは同方向だが逆磁性の
縦バイアス磁界を付与したことを特徴とするもの。な
お、１層の半強磁性膜用いても、同様の縦バイアス磁界
の付与は可能である。

【００１４】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
反強磁性膜が絶縁膜あるいは半導体の膜であり、且つ第
１及び第２の磁気抵抗効果素子の膜面垂直方向に電圧を
印加して反強磁性膜にトンネル電流を流しておいたとき
に、第１及び第２の磁気抵抗効果素子が磁気記録媒体か
らの信号磁界を受けることによって生じる電気抵抗の変
化を電圧変化として検出することによって、信号再生を
することを特徴とするもの。

【００１５】以上説明したように、本発明の磁気抵抗効
果型ヘッドでは、反強磁性膜を介して積層した２つの磁
気抵抗素子を磁気記録媒体に記録された磁化による信号
磁界を検出する一対の磁気抵抗効果素子として用いるこ
とによって、反強磁性膜により一対の磁気抵抗効果素子
に対してトラック幅方向へ同極性あるいは逆極性の交換
バイアス磁界を付与するとともに、一対の磁気抵抗効果
素子へ記録トラック幅方向で同一方向にセンス電流を通
電するか、あるいは反強磁性膜により一対の磁気抵抗効
果素子に対して磁気記録媒体面に垂直な方向に同極性あ
るいは逆極性の交換バイアス磁界を付与するとともに、
一対の磁気抵抗効果素子へ磁気記録媒体面に垂直な同一
方向にセンス電流を通電することによって、一対の磁気
抵抗効果素子が同一極性の信号磁界に対しては電気抵抗
の変化が相殺し合い、一方、逆極性の信号磁界に対して
は電気抵抗の変化が強め合う差動動作原理の磁気抵抗効
果型ヘッドが構成される。このように構成される本発明
の磁気抵抗効果型ヘッドによると、バルクハウゼンノイ
ズが生ぜずしかも高線分解能かつ高感度、高Ｓ／Ｎの信
号再生が可能である。

【００１６】

【作用】本発明では、反強磁性膜を介して積層した一対
の磁気抵抗素子を、磁気記録媒体に記録された磁化によ
る信号磁界を検出する再生ヘッドとして用いている。こ
の場合、反強磁性膜により一対の磁気抵抗効果素子に対
して所定方向と所定強度の交換バイアス磁界が付与され
る。そのため、一対の磁気抵抗効果素子が同時に単磁区
化され、バルクハウゼンノイズを抑制することができ
る。

【００１７】しかも、一対の磁気抵抗効果素子に、記録
トラック幅方向または磁気記録媒体面に垂直な方向にセ
ンス電流を通電すると、一対の磁気抵抗効果素子のそれ
ぞれに、磁気記録媒体面に垂直な方向または記録トラッ
ク幅方向に、同一極性または互いに逆極性で動作点バイ
アス磁界が付与される。この動作点バイアス磁界効果
と、一対の磁気抵抗効果素子のそれぞれに同極性または
逆極性に付与される交換バイアス磁界の効果とによっ
て、一対の磁気抵抗効果素子のそれぞれは、同一極性の
信号磁界を受けたときには逆極性の電気抵抗変化をする
ために出力電圧は得られず、また互いに逆極性の信号磁
界を受けたときには電気抵抗の変化の方向が同極性とな
るために出力電圧が強め合うという差動動作の出力応答
を示す。

【００１８】従って、外部から一様な外乱磁界を受けて
もそれには応答しないため、一対の磁気抵抗効果素子の
両側に絶縁層を介して高透磁率のシールド層を配置しな
くても、反強磁性膜の膜厚と磁気抵抗効果素子の膜厚を
規定することによって線記録分解能を規定することがで
きる。

【００１９】このように、本発明の磁気抵抗効果ヘッド
では、反強磁性膜によって一対の磁気抵抗効果素子の単
磁区化と差動出力応答を可能にし、しかも反強磁性膜の
厚みによって線分解能も規定可能である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の種々の実施例について、図面
を参照して説明する。 ＜実施例１＞

【００２１】図１は、本発明の第１の実施例に係る磁気
抵抗効果型ヘッドを示す。この磁気抵抗効果型ヘッド
は、図１（ａ）に示すように、パーマロイ膜等からなる
第１の異方性磁気抵抗効果素子１と第２の異方性磁気抵
抗効果素子２が、ＦｅＭｎやＮｉＯ等の反強磁性膜３を
間に介して積層された構造を有する。これら磁気抵抗効
果素子１，２には電極４ａ及び電極４ｂが接続され、こ
れら電極４ａ，４ｂを通して一対の磁気抵抗効果素子
１，２に記録トラック幅方向にセンス電流Ｉs が通電さ
れる。

【００２２】一対の磁気抵抗効果素子１，２は、矢印５
ｂの方向に走行する磁気記録媒体５ａに対向して配置さ
れ、磁気記録媒体５ａからの信号磁界を検出したとき
に、一対の磁気抵抗効果素子１，２の電気抵抗の値が変
化する。この抵抗値の変化に基づく磁気抵抗効果素子
１，２の両端間の電圧変化を検出することにより、記録
信号が再生される。

【００２３】図１（ｂ）に示すように、反強磁性膜３に
よって、第１の異方性磁気抵抗効果素子１および第２の
異方性磁気抵抗効果素子２のそれぞれには、磁化Ｍが信
号磁界によって十分回転できる範囲内で記録トラック幅
方向に同極性の交換バイアス磁界ＨLBが付与され、その
ため一対の磁気抵抗効果素子は単磁区化がされて、バル
クハウゼンノイズを抑制できる。

【００２４】なお、反強磁性膜３は、磁場中で一対の磁
気抵抗効果素子の一方の素子の上に成膜するか、または
第１の異方性磁気抵抗効果素子１、反強磁性膜３、第２
の異方性磁気抵抗効果素子２をこの順に全て成膜した後
に、磁場中で反強磁性膜３にネール点以上の温度を加え
ることによって、記録トラック幅方向に異方性を付与す
ることが出来る。その結果、一対の磁気抵抗効果素子に
交換バイアスを付与することができる。

【００２５】また、センス電流Ｉs により、第１の異方
性磁気抵抗効果素子１と第２の異方性磁気抵抗効果素子
２にはそれぞれ動作点バイアス磁界ＨDBが互いに逆極性
で付与されるために、磁化Ｍは，図１（ｂ）に示すよう
に、互いに逆極性を向くことになる。そのため、図１
（ｃ）に示すように、第１の異方性磁気抵抗効果素子１
と第２の異方性磁気抵抗効果素子２のそれぞれの電気抵
抗の磁界応答カーブ（以下、ＭＲ応答カーブと呼ぶ）６
ａと６ｂは互いに磁界Ｈ＝０を中心としてそれぞれの抵
抗値の増減方向が逆になる。即ち、この実施例の磁気抵
抗効果型ヘッドは、差動動作型のヘッドであり、第１の
異方性磁気抵抗効果素子１と第２の異方性磁気抵抗効果
素子２が磁気記録媒体５ａから同極性の信号磁界を受け
る限りは、両者の抵抗変化は相殺し合うため、出力は得
られない。

【００２６】ところが、第１の異方性磁気抵抗効果素子
１と第２の異方性磁気抵抗効果素子２が、磁気記録媒体
５ａから互いに逆極性の信号磁界を検出すると、両者の
抵抗変化は同極性で強め合うので、出力が得られること
になる。従って、一対の磁気抵抗効果素子の両側に所定
のギャップ間隔を置いて高透磁率のシールド層を設けな
くとも、良好な線分解能をもって記録信号の再生を行う
ことができる。なお、所望の線分解能を得るには、所定
の交換バイアス磁界ＨLBが、第１の異方性磁気抵抗効果
素子１と第２の異方性磁気抵抗効果素子２に付与できる
限り、両者の膜厚および反強磁性膜３の膜厚を適宜変え
れば良い。

【００２７】以上のように、この実施例では、一対の磁
気抵抗効果素子の中間に１枚の反強磁性膜を設けるだけ
で、一対の磁気抵抗効果素子に交換バイアスを付与して
両者を共に単磁区化することができるのみならず、その
反強磁性膜の厚みで線記録分解能を規定できるという特
徴がある。その結果、ヘッドの構造が極めて簡単にな
り、製造も容易で、製造歩留まりも向上するという利点
がある。 ＜実施例２＞

【００２８】図２は、本発明の第２の実施例に係る磁気
抵抗効果型ヘッドを示す。この磁気抵抗効果型ヘッド
は、図２（ａ）に示すように、互いにネール点の異なる
第１の反強磁性膜３ａと，第２の反強磁性膜３ｂを積層
した一対の反強磁性膜を、第１の異方性磁気抵抗効果素
子１と第２の異方性磁気抵抗効果素子の中間に介した構
造を有する。電極４ａと電極４ｂをそれぞれ一対の磁気
抵抗効果素子の磁気記録媒体５ａに対向する面の近傍部
位と、そこから離間した部位に接続し、これら電極４
ａ，４ｂを通して一対の磁気抵抗効果素子に、センス電
流が磁気記録媒体５ａの面に垂直な方向に通電される。

【００２９】磁気記録媒体５ａを矢印５ｂの方向に走行
させたときに、一対の磁気抵抗効果素子が記録信号磁界
を検出することによって、一対の磁気抵抗効果素子が電
気抵抗変化を生じ、この変化を電圧変化として取り出す
ことによって記録信号を再生するすることが出来る。

【００３０】ここで、図２（ｂ）に示すように、第１の
反強磁性膜３ａにより交換バイアス磁界ＨLBが、第１の
異方性磁気抵抗効果素子１の磁気記録媒体５ａの面に垂
直方向に付与され、一方、第２の異方性磁気抵抗効果素
子２に対しては、第２の反強磁性膜３ｂにより異方性磁
気抵抗効果素子１とは同一方向で逆極性に交換バイアス
磁界ＨLBが付与される。更に、センス電流Ｉs により第
１の異方性磁気抵抗効果素子１には、記録トラック幅方
向に動作点バイアス磁界ＨDBが付与され、一方第２の異
方性磁気抵抗効果素子２には、第１の異方性磁気抵抗効
果素子１の場合とは同一方向で逆極性の動作点バイアス
磁界ＨDBが付与される。

【００３１】その結果、一対の磁気抵抗効果素子の中の
磁化Ｍは、図２（ｂ）に示すように，外部から何らの磁
場が入らない限り、互いに逆極性でしかも記録トラック
幅方向に対して所定角度傾むいている。そのため、図２
（ｃ）に示すように、第１の異方性磁気抵抗効果素子１
と第２の異方性磁気抵抗効果素子２のそれぞれのＭＲ応
答カーブ６ａと６ｂは、媒体からの同極性の信号磁界が
入る場合には逆極性の磁界変化をするため、前述の第１
の実施例と同様に差動動作を示すことができるものであ
る。本実施例の効果は前述の第１の実施例と同様であ
る。

【００３２】なお、第１の異方性磁気抵抗効果素子１と
第２の磁気抵抗効果素子２に互いに逆極性の交換バイア
スＨLBを付与するには、一対の磁気抵抗効果素子の積層
が終了した後、反強磁性膜３ａ、，３ｂのネール点をそ
れぞれＴN1，ＴN2（ＴN1＞ＴN2とする）としたときに、
始めにＴN1よりも高い温度で一対の磁気抵抗効果素子を
加熱しながら所定方向に磁場を印加し、次にＴN1未満で
ＴN2よりも高い温度で加熱しながらさきほどとは同方向
で逆極性の磁場を加えればよい。

【００３３】また、この２層反強磁性膜の製法として、
以下のような方法もある。即ち、同一材料からなる反強
磁性膜をまず所定方向の磁場中で成膜し、ある所定の膜
厚になったときに印加磁場を逆極性にして成膜すること
により、見掛けは１層の反強磁性膜であるが、上記の２
層の反強磁性膜と同様の作用で上記のような縦バイアス
付与が可能になる。 ＜実施例３＞

【００３４】図３は、本発明の第３の実施例に係る磁気
抵抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドは、第
２の実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの変形であり、第
１の反強磁性膜３ａと反強磁性膜３ｂの間に磁性膜７を
介在させたものである。例えば反強磁性膜３ａと磁性膜
７と反強磁性膜３ｂをこの順に積層する場合、先ず３ａ
を所定の磁場を印加しながら成膜すると、その磁場の印
加方向に異方性が付与される。一方、反強磁性膜３ｂ
は、磁性膜７の上に反強磁性膜３ａの場合とは同方向で
逆極性の磁場中で成膜することによって、磁性膜７と反
強磁性膜３ｂとの界面における磁化に起因する交換磁界
の助けを受けて、反強磁性膜３ａとは同方向で逆極性に
異方性が付与される。そのため、前述の第２の実施例と
同様、一対の磁気抵抗効果素子に交換バイアス磁界が付
与され、その結果、第２の実施例と同様の作用で同様の
効果を得ることができる。 ＜実施例４＞

【００３５】図４は、本発明の第４の実施例に係る磁気
抵抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドでは、
図４（ａ）に示すように、第１の磁気抵抗効果素子１
は、磁性膜１ａ、非磁性金属膜８及び磁性膜１ａからな
る積層膜であり、第２の磁気抵抗効果素子２は、磁性膜
２ａ、非磁性金属膜８ｂ及び磁性膜２ｂからなる積層膜
である。磁性膜１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂは、全てＣｏＦ
ｅ，ＮｉＦｅ等からなり、非磁性金属膜８ａ，８ｂは、
Ｃｕ等からなるものである。

【００３６】第１の磁気抵抗効果素子１と第２の磁気抵
抗効果素子２は、スピンバルブ現象等の巨大磁気抵抗効
果を示す素子であり、従来の異方性磁気抵抗効果素子よ
りも高感度である。第１の磁気抵抗効果素子１と第２の
磁気抵抗効果素子２は、ＦｅＭｎやＮｉＯ等の反強磁性
膜を介して積層されている。一対の磁気抵抗効果素子に
記録トラック幅方向にセンス電流Ｉs を通電したとき
に、一対の磁気抵抗効果素子が磁気記録媒体５ａから記
録信号磁界を検出し、電気抵抗の変化を生じることによ
り磁気抵抗効果素子の両端間に電圧変化が発生する。こ
の電圧変化を検出することによって、記録信号が再生さ
れる。

【００３７】図４（ｂ）に示すように、反強磁性膜３に
よって、第１の磁気抵抗効果素子１および磁気抵抗効果
素子２を構成する２枚の磁性膜の内、それぞれ反強磁性
膜３に接する側の磁性膜１ａおよび磁性膜２ａには、そ
れらの磁化Ｍが磁気記録媒体からの信号磁界を受けても
回転できないほどに強い交換バイアス磁界ＨLBが、記録
トラック幅方向に付与される。また、センス電流Ｉs に
よって、第１の磁気抵抗効果素子１および第２の磁気抵
抗効果素子２を構成する反強磁性膜３に接しない側の磁
性膜１ｂおよび磁性膜２ｂには、磁気記録媒体５ａの面
に垂直方向で互いに逆極性の動作点バイアス磁界が付与
される。その結果、磁性膜１ｂと磁性膜２ｂの中の磁化
Ｍは、図４（ｂ）に示すように、記録トラック幅方向に
対して所定角度傾いており、しかも逆極性で存在するこ
とになるため、前述の実施例と同様，差動動作（図４
（ｃ）参照）で信号再生することができ、前述の実施例
と同様の作用で同様の効果を得ることができる。 ＜実施例５＞

【００３８】図５は、本発明の第５の実施例に係る磁気
抵抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドでは、
第４の実施例と同様の第１の磁気抵抗効果素子１と第２
の磁気抵抗効果素子２とからなる一対の磁気抵抗効果素
子が、磁気記録媒体５ａから信号磁界を検出するもので
ある。一対の磁気抵抗効果素子の中間には、第１の反強
磁性膜３ａと第２の反強磁性膜３ｂが積層されてなる反
強磁性膜を配置したものである。

【００３９】電極４ｂと電極４ａをそれぞれ一対の磁気
抵抗効果素子の磁気記録媒体５ａに対向する面の近傍部
位とそこから離間した部位とに接続し、これらを通して
センス電流を磁気記録媒体５ａの面に垂直な方向に通電
すると、磁気記録媒体５ａを矢印５ｂの方向に走行させ
たときに，一対の磁気抵抗効果素子が記録信号磁界を検
出することによって、電気抵抗変化を生じ、この変化を
電圧変化として取り出すことによって記録信号が再生さ
れる。

【００４０】図５（ｂ）に示すように、本実施例では、
第１及び第２の反強磁性膜３ａ，３ｂによって、第１の
磁気抵抗効果素子１および第２の磁気抵抗効果素子２の
それぞれ第１及び第２の反強磁性膜３ａ，３ｂに接する
側の磁性膜１ａ，磁性膜２ａに対して、磁気記録媒体５
ａの面に垂直な方向で且つ逆極性に、磁化Ｍが信号磁界
を受けても動かない程度に強い交換バイアス磁界ＨLBが
付与される。

【００４１】しかも、センス電流Ｉs によって、それぞ
れ第１の磁気抵抗効果素子１および第２の磁気抵抗効果
素子２の反強磁性膜３ａ，３ｂに接しない側の磁性膜１
ｂと磁性膜２ｂに、記録トラック幅方向で且つ逆極性の
動作点バイアス磁界ＨDBが付与される。その結果、磁化
Ｍは、それぞれに付与されるＨDBの方向を向き、磁性膜
１ｂと磁性膜２ｂが信号磁界を検出することによって、
第１の磁気抵抗効果素子１と第２の磁気抵抗効果素子は
それぞれ図５（ｃ）に示す６ａ，６ｂのＭＲ応答カーブ
を示す。そのため、前述の実施例と同様に差動動作で信
号再生ができ、前述の実施例と同様の作用で同様の効果
を得ることができる。 ＜実施例６＞

【００４２】図６は本発明の第６の実施例に係る磁気抵
抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドは、第５
の実施例に係る磁気抵抗効果ヘッドの変形例である。即
ち、反強磁性膜３は、第１の反強磁性膜３ａと第２の反
強磁性膜３ｂを磁性膜７を介して積層したものであり、
例えば反強磁性膜３ａと磁性膜７と反強磁性膜３ｂをこ
の順に積層する場合に、第３の実施例と同様の作用に基
づいて、先ず反強磁性膜３ａは所定の磁場を印加しなが
ら成膜し、その磁場方向に異方性が付与され、一方、反
強磁性膜３ｂは磁性膜７の上に反強磁性膜３ａの場合と
は同方向で逆極性の磁場中で成膜することによって、反
強磁性膜３ａとは同方向で逆極性に異方性が付与され
る。そのため、前述の第５の実施例と同様、一対の磁気
抵抗効果素子に交換バイアス磁界が付与され、その結果
第５の実施例と同様の作用で同様の効果を得ることがで
きる。 ＜実施例７＞

【００４３】図７は本発明の第７の実施例に係る磁気抵
抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドでは、Ｎ
ｉＯ等からなる絶縁性の反強磁性膜３を介して第１の磁
性膜１と第２の磁性膜２を積層した磁気磁気抵抗効果素
子の両側に、電極４ａ，４ｂが設けられている。これら
電極４ａと４ｂの間に電圧を加えることによって、反強
磁性膜３にトンネル電流を流しておき、第１の磁性膜１
と第２の磁性膜２とが磁気記録媒体５ａから信号磁界を
受けることによって、第１の磁性膜１と第２の磁性膜２
の磁化Ｍの成す角が変化する。それによって生じる磁気
抵抗効果素子のコンダクタンスの変化を電圧変化として
検出することによって記録信号が再生される。

【００４４】図７（ｂ）に示すように、第１の磁性膜１
と第２の磁性膜２は、反強磁性膜３によって、記録トラ
ック幅方向で且つ同方向に単磁区化され、且つ磁化Ｍが
信号磁界によって回転出来る程度の交換バイアス磁界が
付与される。その結果、第１の磁性膜１と第２の磁性膜
２が同一強度で同極性の信号磁界を受けたときには出力
応答がなく、同一強度で且つ逆極性の信号磁界を受けた
ときには最大の出力応答をする。このように、本実施例
に係る磁気抵抗効果ヘッドは、前述と同様に差動動作の
磁気抵抗効果型ヘッドであり、前述の実施例と同様の効
果を有するものである。 ＜実施例８＞

【００４５】図８は本発明の第８の実施例に係る磁気抵
抗効果ヘッドを示す。この磁気抵抗効果ヘッドは、図８
（ａ）に示すように、磁性膜１と磁性膜２の間にはネー
ル温度の異なる第１の反強磁性膜３ａと第２の反強磁性
膜３ｂの積層膜が配置され、磁性膜１は反強磁性膜３ａ
によって磁性膜２は反強磁性膜３ｂによって記録トラッ
ク幅方向で且つ逆極性に交換バイアス磁界が付与される
ことを除けば、第７の実施例と同様の作用で同様の効果
が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反強磁性膜を介して積層した一対の磁気抵抗素子を、磁
気記録媒体に記録された磁化による信号磁界を検出する
磁気抵抗効果ヘッドとして用いることによって、反強磁
性膜により一対の磁気抵抗効果素子に対してトラック幅
方向へ同極性あるいは逆極性の交換バイアス磁界を付与
するとともに、一対の磁気抵抗効果素子へ記録トラック
幅方向で同一方向にセンス電流を通電するか、あるいは
反強磁性膜により一対の磁気抵抗効果素子に対して磁気
記録媒体面に垂直な方向に同極性あるいは逆極性の交換
バイアス磁界を付与するとともに一対の磁気抵抗効果素
子へ磁気記録媒体面に垂直な同一方向にセンス電流を通
電することによって、一対の磁気抵抗効果素子が同一極
性の信号磁界に対しては電気抵抗の変化が相殺し合い、
一方、逆極性の信号磁界に対しては電気抵抗の変化が強
め合う差動動作原理の磁気抵抗効果型ヘッドを得ること
が出来る。

【００４７】このように構成される磁気抵抗効果型ヘッ
ドによると、バルクハウゼンノイズが生ぜず、しかも高
線分解能かつ高感度、高Ｓ／Ｎの信号再生が可能になる
とともに、構造が簡単であるため製造も容易で且つ高い
製造歩留まりを得ることもできる。また、スピンバルブ
のような巨大磁気抵抗効果素子を用いても、上記のよう
なヘッドを構成することができ、この場合には、上述の
効果の他に、従来の異方性磁気抵抗効果素子を用いた場
合よりも高感度、高Ｓ／Ｎの信号再生が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図２】 本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図３】 本発明の第３の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図４】 本発明の第４の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図５】 本発明の第５の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図６】 本発明の第６の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図７】 本発明の第７の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【図８】 本発明の第８の実施例に係る磁気抵抗効果型
ヘッドを示す図。

【符号の説明】

１…第１の磁気抗効果素子 １ａ…磁性膜 １ａ…磁性膜 ２…第２の磁気抵抗効果素子 ２ａ…磁性膜 ２ｂ…磁性膜 ３…反強磁性膜 ３ａ…第１の反強磁性膜 ３ｂ…第２の反強磁性膜 ４ａ…電極 ４ｂ…電極 ５ａ…磁気記録媒体 ５ｂ…媒体走行方向 ６ａ…ＭＲ応答カーブ ６ｂ…ＭＲ応答カーブ ７…磁性膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵
   抗効果素子を反強磁性膜を間に介在させて積層してな
   り、前記第１及び第２の磁気抵抗効果素子は、ともに異
   方性磁気抵抗効果膜であるか、または一対の磁性膜を非
   磁性金属膜を間に介在させて積層したものであることを
   特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。