JPH06318515A - Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device - Google Patents

Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device

Info

Publication number
JPH06318515A
JPH06318515A JP5106899A JP10689993A JPH06318515A JP H06318515 A JPH06318515 A JP H06318515A JP 5106899 A JP5106899 A JP 5106899A JP 10689993 A JP10689993 A JP 10689993A JP H06318515 A JPH06318515 A JP H06318515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
magnetoresistive
interface
ferromagnetic layer
magnetoresistive element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5106899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruaki Takeuchi
輝明 竹内
Naoki Koyama
直樹 小山
Ryoichi Nakatani
亮一 中谷
Yoshiyuki Hirayama
義幸 平山
Masaaki Futamoto
正昭 二本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5106899A priority Critical patent/JPH06318515A/en
Publication of JPH06318515A publication Critical patent/JPH06318515A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer

Abstract

PURPOSE:To provide a large magnetoresistive change ratio by inclining the boundary plane between an adjacent ferromagnetic layer and an adjacent non-ferromagnetic layer with respect to the film plane of a magnetoresistive effect film and allowing a current to flow through the magnetoresistive effect film so as to cross the boundary plane. CONSTITUTION:This magnetoresistive element is provided with a magnetoresistive effect film 1 formed on the surface of a base 2, and the magnetoresistive effect film 1 is formed by alternately laminating a ferromagnetic layer 11 made of a cobalt layer and a non-ferromagnetic layer 12 made of a copper layer. The boundary plane between the adjacent ferromagnetic layer 11 and the adjacent non-ferromagnetic layer 12 is inclined with respect to the top and bottom film surfaces of the magnetoresistive effect film 1 and exposed on the top and bottom film surfaces except both end parts of the film 1. A pair of electrodes are formed at both end parts, and a current flows through the inner part of the magnetoresistive effect film 1 so as to perpendicularly cross it. Thereby, a current can surely flow through the boundary plane between the ferromagnetic layer 11 and a non-ferromagnetic layer 12, so that a high magnetoresistive ratio change may be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、感度の高い磁気抵抗
素子およびその製造方法、並びに前記磁気抵抗素子を用
いた磁気ヘッドおよび磁気記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive element having high sensitivity, a method of manufacturing the magnetoresistive element, a magnetic head and a magnetic recording apparatus using the magnetoresistive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置等の磁気記録装置で
は、磁気記録媒体に記録されている情報の読出し性能の
向上が望まれており、この目的を達成するために近年、
磁気抵抗効果を利用する磁気ヘッドの開発が進められて
いる。ここに「磁気抵抗効果」とは、強磁性体に磁界を
印加するとその電気抵抗値が変化する現象である。
2. Description of the Related Art In a magnetic recording device such as a magnetic disk device, it is desired to improve the reading performance of information recorded on a magnetic recording medium.
Development of a magnetic head utilizing the magnetoresistive effect is in progress. Here, the "magnetoresistance effect" is a phenomenon in which the electric resistance value changes when a magnetic field is applied to a ferromagnetic material.

【0003】磁気記録媒体に記録されている情報を磁気
抵抗効果を利用して読み出す場合、磁気記録媒体からの
漏洩磁界を磁気抵抗効果を現わす素子、すなわち「磁気
抵抗素子」に導いてこの素子の持つ磁化の向きを変化さ
せ、それによって生じる電気抵抗値の変化を検出する。
したがって、磁気抵抗素子に印加される磁界の変化に対
して電気抵抗値の変化が大きいほど信号対雑音比(S/
N)が大きくなり、良好な特性が得られる。
When the information recorded on the magnetic recording medium is read out by utilizing the magnetoresistive effect, the leakage magnetic field from the magnetic recording medium is guided to an element exhibiting the magnetoresistive effect, that is, a "magnetoresistive element". The direction of the magnetization of is changed and the change in the electric resistance value caused by it is detected.
Therefore, the greater the change in the electric resistance value with respect to the change in the magnetic field applied to the magnetoresistive element, the more the signal-to-noise ratio (S /
N) becomes large, and good characteristics are obtained.

【0004】磁気抵抗素子としては、従来よりパ−マロ
イ薄膜(単層膜)が一般に用いられているが、その「磁
気抵抗変化率」は高々5%程度である。「磁気抵抗変化
率」とは、磁界を印加した時と印加しない時の素子の電
気抵抗値変化(Δρ)と、磁界を印加しない時の素子の
電気抵抗値(ρ)との比(Δρ/ρ)である。そこで近
年、この磁気抵抗変化率を大きくする試みがなされてい
る。その一つとして、コバルト(Co)層(厚さ15オ
ングストロ−ム)と銅(Cu)層(厚さ9オングストロ
−ム)とを交互に積層してなる多層膜が、室温において
48%の磁気抵抗変化率を示すことが、ジャ−ナル・オ
ブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリ
アルズ、第94巻(1991年)、L1−L5頁 ("Jou
rnal ofMagnetism and Magnetic Materials" Vol.94, 1
991, pp.L1 - L5) に報告されている。この多層膜で
は、銅層を介して隣接するコバルト層の持つ磁化の向き
が反平行の場合と平行の場合とで、その多層膜の電気抵
抗値が大きく変化することを利用して、48%という大
きな磁気抵抗変化を得ている。
As a magnetoresistive element, a permalloy thin film (single-layer film) has been generally used, but the "rate of change in magnetoresistance" is about 5% at most. “Magnetic resistance change rate” is the ratio (Δρ /) of the change in the electric resistance value of the element (Δρ) when a magnetic field is applied and when it is not applied to the electric resistance value (ρ) of the element when a magnetic field is not applied. ρ). Therefore, in recent years, attempts have been made to increase the rate of change in magnetic resistance. As one of them, a multilayer film formed by alternately stacking a cobalt (Co) layer (thickness: 15 angstrom) and a copper (Cu) layer (thickness: 9 angstrom) has a magnetic field of 48% at room temperature. The rate of resistance change is shown by Journal of Magnetics and Magnetic Materials, Vol. 94 (1991), pp. L1-L5 ("Jou
rnal of Magnetism and Magnetic Materials "Vol.94, 1
991, pp. L1-L5). In this multilayer film, 48% is utilized by utilizing the fact that the electric resistance value of the multilayer film varies greatly depending on whether the magnetization directions of the adjacent cobalt layers with the copper layer are antiparallel or parallel. That is a big change in magnetic resistance.

【0005】すなわち、前記多層膜では、銅層の両側に
隣接するコバルト層の持つ磁化の向きは、銅層を介して
及ぼされる相互作用により、磁界を印加しない状態では
互いに反平行になっている。この状態の多層膜に十分強
い磁界を印加すると、両コバルト層の磁化の向きが共に
その磁界の向きに一致し、両コバルト層の磁化の向きは
互いに平行になる。
That is, in the multilayer film, the magnetization directions of the cobalt layers adjacent to both sides of the copper layer are antiparallel to each other in the state where no magnetic field is applied due to the interaction exerted through the copper layer. . When a sufficiently strong magnetic field is applied to the multilayer film in this state, the directions of magnetization of both cobalt layers coincide with the direction of the magnetic field, and the directions of magnetization of both cobalt layers become parallel to each other.

【0006】他方、伝導電子の中には、磁化方向と平行
なスピンを持つものと反平行なスピンを持つものとが存
在する。伝導電子がコバルト層中に進入する場合、その
コバルト層の磁化と同じ向きのスピンを持つ場合はコバ
ルト層中を自由に移動することができるが、そのコバル
ト層の磁化とは逆向きのスピンを持つ場合は銅層とコバ
ルト層との界面付近で散乱される。
On the other hand, some conduction electrons have spins parallel to the magnetization direction and some have antiparallel spins. When a conduction electron enters the cobalt layer, it can move freely in the cobalt layer if it has a spin in the same direction as the magnetization of the cobalt layer, but a spin in the opposite direction to the magnetization of the cobalt layer. If it has, it is scattered near the interface between the copper layer and the cobalt layer.

【0007】よって、前記両コバルト層の持つ磁化の向
きが反平行の場合(磁界を印加しない場合)には、いず
れの向きのスピンを持つ電子もスピンと反対方向の磁化
を持つコバルト層の界面で散乱されるため、電気抵抗値
が大きくなる。これに対し、前記両コバルト層の磁化の
向きが平行の場合(磁界を印加した場合)には、コバル
ト層の磁化とは逆向きのスピンをもつ電子は前記と同様
にして散乱されるが、その磁化と同じ向きのスピンをも
つ伝導電子はすべて散乱されることなくコバルト層中を
移動することができるので、電気抵抗値が小さくなる。
Therefore, when the directions of magnetization of both cobalt layers are antiparallel (when no magnetic field is applied), electrons having spins in either direction have an interface of the cobalt layer having magnetization in the opposite direction to the spins. Since it is scattered by, the electric resistance value becomes large. On the other hand, when the magnetization directions of both cobalt layers are parallel (when a magnetic field is applied), electrons having spins opposite to those of the cobalt layers are scattered in the same manner as described above, Since all the conduction electrons having spins in the same direction as the magnetization can move in the cobalt layer without being scattered, the electric resistance value becomes small.

【0008】前記多層膜では、磁界を印加した場合と印
加しない場合の電気抵抗値の変化が極めて大きいため、
上述したような48%という大きな磁気抵抗変化率が得
られるのである。
In the above-mentioned multilayer film, the change in the electric resistance value when a magnetic field is applied and when it is not applied is extremely large.
As described above, a large magnetoresistance change rate of 48% can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】前記Co/Cu多層膜
では、コバルト層の磁化の向きを反平行から平行に変え
る、換言すれば、最大の電気抵抗値変化を得るのに必要
な磁界は、約4000エルステッド(Oe)であり、非
常に大きい。一般の磁気記録装置では100エルステッ
ド程度の磁界で情報の読み出しを行なえることが必要で
あるから、前記Co/Cu多層膜を磁気記録装置に利用
することはできないという問題がある。
In the above Co / Cu multilayer film, the direction of magnetization of the cobalt layer is changed from antiparallel to parallel, in other words, the magnetic field required to obtain the maximum change in electric resistance is It is about 4000 Oersted (Oe), which is very large. In a general magnetic recording device, it is necessary to read information with a magnetic field of about 100 Oersted, so that the Co / Cu multilayer film cannot be used in a magnetic recording device.

【0010】また、前記Co/Cu多層膜では、最大の
電気抵抗値変化を得るのに必要な磁界の大きさは、構成
層の厚さに応じて変化する。例えば、銅層の厚さを9オ
ングストロ−ムから14オングストロ−ムへと増加させ
ると、必要な磁界を小さくすることができる。しかし反
面、銅層の厚さの増加に伴って磁気抵抗変化率(Δρ/
ρ)が減少してしまうという問題が生じる。
Further, in the Co / Cu multilayer film, the magnitude of the magnetic field required to obtain the maximum change in electric resistance value changes according to the thickness of the constituent layers. For example, increasing the thickness of the copper layer from 9 angstroms to 14 angstroms can reduce the required magnetic field. However, on the other hand, the rate of change in magnetoresistance (Δρ /
There is a problem that ρ) decreases.

【0011】そこで、この発明の目的は、従来より大き
な磁気抵抗変化率を有する磁気抵抗素子およびその製造
方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetoresistive element having a larger magnetoresistive change rate and a manufacturing method thereof.

【0012】この発明の他の目的は、従来より大きな磁
気抵抗変化率を100エルステッド程度の磁界の印加に
よって得ることができる磁気抵抗素子およびその製造方
法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a magnetoresistive element and a method for manufacturing the same, which can obtain a larger magnetoresistive change rate by applying a magnetic field of about 100 Oersted.

【0013】この発明のさらに他の目的は、従来より大
きな再生出力が得られる磁気ヘッドおよび磁気記録装置
を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a magnetic head and a magnetic recording device which can obtain a reproduction output higher than conventional ones.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)この発明の磁気抵抗素子は、第1の観点では、強
磁性層と非強磁性層とを交互に積層してなる磁気抵抗効
果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前記強磁
性層と前記非強磁性層の界面が前記磁気抵抗効果膜の膜
面に対して傾斜しており、且つ、電流が前記磁気抵抗効
果膜内を前記界面と交差して流れることを特徴とする。
(1) In the first aspect, the magnetoresistive element according to the first aspect is a magnetoresistive element including a magnetoresistive effect film formed by alternately stacking ferromagnetic layers and non-ferromagnetic layers. An interface between the layer and the non-ferromagnetic layer is inclined with respect to a film surface of the magnetoresistive effect film, and a current flows in the magnetoresistive effect film across the interface.

【0015】この発明の磁気抵抗素子は、第2の観点で
は、強磁性層と非強磁性層とを交互に積層してなる磁気
抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前
記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁気抵抗効果
膜の少なくとも一方の膜面に露出しており、且つ、電流
が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差して流れるこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the magnetoresistive element of the present invention, in the magnetoresistive element including a magnetoresistive effect film in which ferromagnetic layers and non-ferromagnetic layers are alternately laminated, adjacent ferromagnetic layers are provided. An interface between the layer and the non-ferromagnetic layer is exposed on at least one film surface of the magnetoresistive film, and a current flows in the magnetoresistive film across the interface. .

【0016】この発明の第1および第2の観点の磁気抵
抗素子では、前記界面と前記膜面とのなす角度は1〜3
0゜の範囲にあるのが好ましい。1゜より小さいと、磁
気抵抗変化率の向上が十分でなく、30゜より大きい
と、成膜が困難となるからである。
In the magnetoresistive element according to the first and second aspects of the present invention, the angle formed by the interface and the film surface is 1 to 3.
It is preferably in the range of 0 °. This is because if it is less than 1 °, the improvement rate of the magnetic resistance is not sufficiently improved, and if it is more than 30 °, it becomes difficult to form a film.

【0017】また、前記界面と前記膜面とのなす角度は
5〜10゜の範囲にあるのがより好ましい。5゜より小
さいと、角度形成における誤差により特性のばらつきが
大きく、10゜より大きいと、成膜の歩留りが低下する
からである。
The angle formed by the interface and the film surface is more preferably in the range of 5 to 10 °. This is because if it is less than 5 °, variations in characteristics are large due to an error in angle formation, and if it is more than 10 °, the yield of film formation decreases.

【0018】前記磁気抵抗効果膜は、基体に固定されて
いるのが好ましい。基体としては、例えばアルミナ膜が
用いられる。この場合、基体を設けない場合に比べて前
記磁気抵抗効果膜を利用しやすくなる利点がある。
The magnetoresistive effect film is preferably fixed to a substrate. An alumina film, for example, is used as the substrate. In this case, there is an advantage that the magnetoresistive effect film can be used more easily than in the case where the substrate is not provided.

【0019】電流は、前記界面が前記膜面と交差して形
成される直線に直交して流れるのが好ましい。この場合
に磁気抵抗変化率が最も向上するからである。
The electric current preferably flows perpendicular to a straight line formed by the interface intersecting the film surface. This is because the magnetoresistance change rate is most improved in this case.

【0020】磁界は、前記界面が前記膜面と交差して形
成される直線に対して30゜以下となるように前記磁気
抵抗効果膜に印加されるのが好ましい。30゜より大き
いと、動作に必要な磁界、すなわち最大の磁気抵抗変化
率を得るのに必要な磁界が大きくなり過ぎるからであ
る。
The magnetic field is preferably applied to the magnetoresistive film such that the interface is 30 ° or less with respect to a straight line formed by intersecting the film surface. This is because if it is larger than 30 °, the magnetic field required for operation, that is, the magnetic field required to obtain the maximum magnetoresistance change rate becomes too large.

【0021】磁界はまた、前記直線に平行に(磁界と前
記直線とのなす角度が0゜)印加されるのが最も好まし
い。この場合、高い磁気抵抗変化率が最も低い磁界で得
られる。
Most preferably, the magnetic field is applied parallel to the straight line (the angle between the magnetic field and the straight line is 0 °). In this case, a high magnetoresistance change rate is obtained in the lowest magnetic field.

【0022】前記界面に対して傾斜した膜面が前記磁気
抵抗効果膜の両側に形成され、それら両膜面に前記界面
が露出しているのが好ましい。この場合、電流が前記界
面を確実に貫通して流れる利点がある。
It is preferable that film surfaces inclined with respect to the interface are formed on both sides of the magnetoresistive film, and the interface is exposed on both film surfaces. In this case, there is an advantage that the current surely flows through the interface.

【0023】前記磁気抵抗効果膜を構成する強磁性層/
非強磁性層の組合わせとしては、例えば、Co層/Cu
層、Ni−Fe層/Cu層、Fe層/Cu層、Co層/
Ag層、Fe層/Ru層等が挙げられる。
Ferromagnetic layer constituting the magnetoresistive film /
As a combination of non-ferromagnetic layers, for example, Co layer / Cu
Layer, Ni-Fe layer / Cu layer, Fe layer / Cu layer, Co layer /
Examples thereof include Ag layer, Fe layer / Ru layer, and the like.

【0024】前記強磁性層の厚さは、好ましくは10〜
30オングストローム、前記非強磁性層の厚さは、好ま
しくは5〜200オングストロームである。厚さが10
オングストロームより小さい強磁性層や、厚さが5オン
グストロームより小さい非強磁性層は、形成するのが困
難である。厚さが30オングストロームより大きい強磁
性層や、厚さが200オングストロームより大きい非強
磁性層では、十分大きな磁気抵抗変化率が得られない。
The thickness of the ferromagnetic layer is preferably 10-
The thickness of the non-ferromagnetic layer is 30 angstroms, and preferably 5 to 200 angstroms. Thickness is 10
It is difficult to form a ferromagnetic layer smaller than angstrom or a non-ferromagnetic layer whose thickness is smaller than 5 angstrom. A ferromagnetic layer having a thickness greater than 30 angstroms or a non-ferromagnetic layer having a thickness greater than 200 angstroms cannot provide a sufficiently large magnetoresistance change rate.

【0025】前記磁気抵抗効果膜を構成する強磁性層お
よび非強磁性層の繰り返し周期は、10〜100周期が
好ましく、20〜60周期がより好ましい。10周期よ
り少ないと、磁気抵抗変化率が小であり、100周期よ
り多いと、膜全体にわたって明確な積層構造を得ること
が困難となるからである。また、20〜60周期の範囲
であると、十分大きな磁気抵抗変化率が再現性よく得ら
れるからである。
The repeating period of the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer forming the magnetoresistive film is preferably 10 to 100 cycles, more preferably 20 to 60 cycles. If it is less than 10 cycles, the magnetoresistance change rate is small, and if it is more than 100 cycles, it becomes difficult to obtain a clear laminated structure over the entire film. Further, in the range of 20 to 60 cycles, a sufficiently large magnetoresistance change rate can be obtained with good reproducibility.

【0026】(2)この発明の磁気抵抗素子の製造方法
は、基板上に強磁性層と非強磁性層とを交互に積層して
それら各層が互いにほぼ平行な多層構造の磁気抵抗効果
膜を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜の表面および
裏面の少なくとも一方を前記強磁性層と前記非強磁性層
の界面に対して斜めに除去し、それによって前記界面に
対して傾斜した膜面を得る工程と、前記磁気抵抗効果膜
内で電流が前記界面と交差して流れるように、前記磁気
抵抗効果膜に一対の電極を形成する工程とを備えてなる
ことを特徴とする。
(2) In the method of manufacturing a magnetoresistive element according to the present invention, a magnetoresistive effect film having a multilayer structure in which ferromagnetic layers and non-ferromagnetic layers are alternately laminated on each other and the layers are substantially parallel to each other is provided. The step of forming and removing at least one of the front surface and the back surface of the magnetoresistive film obliquely with respect to the interface between the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer, thereby forming a film surface inclined with respect to the interface. And a step of forming a pair of electrodes on the magnetoresistive film so that a current flows in the magnetoresistive film across the interface.

【0027】この方法では、前記界面に対して傾斜した
膜面を得る工程が、前記磁気抵抗効果膜の表面および裏
面の少なくとも一方にマスクを形成する工程と、前記マ
スクを用いて前記磁気抵抗効果膜のイオンミリングを行
なう工程とを含んで構成されるのが好ましい。この場
合、前記界面に対して傾斜した膜面を容易に得ることが
できる。
In this method, the step of obtaining a film surface inclined with respect to the interface includes the step of forming a mask on at least one of the front surface and the back surface of the magnetoresistive effect film, and the magnetoresistive effect using the mask. And a step of performing ion milling of the film. In this case, a film surface inclined with respect to the interface can be easily obtained.

【0028】また、前記界面に対して傾斜した膜面を得
る工程に続いて、その膜面上に基体となる膜を形成する
工程を含むのが好ましい。基体となる膜を形成する工程
を実行する方法は、特に限定されず、任意のものを用い
ることができる。この場合、この磁気抵抗効果膜を利用
しやすくなる利点がある。
Further, it is preferable to include a step of forming a film to be a base on the film surface, subsequent to the step of obtaining the film surface inclined with respect to the interface. The method for performing the step of forming the film to be the base is not particularly limited, and any method can be used. In this case, there is an advantage that the magnetoresistive film can be easily used.

【0029】前記界面に対して傾斜した膜面を前記磁気
抵抗効果膜の両側に形成する工程を含むのが好ましい。
この場合、電流が前記界面を確実に貫通して流れるよう
になる利点がある。
It is preferable to include a step of forming film surfaces inclined with respect to the interface on both sides of the magnetoresistive effect film.
In this case, there is an advantage that the current surely flows through the interface.

【0030】前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界面に
直交して流れるように一対の電極を形成する工程を含む
のが好ましい。この工程を実行する方法は、特に限定さ
れず、任意のものを用いることができる。
It is preferable to include a step of forming a pair of electrodes so that a current flows in the magnetoresistive film perpendicularly to the interface. The method of performing this step is not particularly limited, and any method can be used.

【0031】(3)この発明の磁気ヘッドは、情報再生
用として前記(1)の磁気抵抗素子を備えてなることを
特徴とする。
(3) The magnetic head of the present invention is characterized by comprising the magnetoresistive element of (1) for reproducing information.

【0032】(4)この発明の磁気記録装置は、情報再
生用として前記(3)の磁気ヘッドを備えていることを
特徴とする。
(4) The magnetic recording apparatus of the present invention is characterized by including the magnetic head of (3) for reproducing information.

【0033】[0033]

【作用】強磁性層と非強磁性層を交互に積層してなる多
層構造の磁気抵抗効果膜では、伝導電子の持つ強磁性層
と非強磁性層の界面に対して垂直な運動の成分が磁気抵
抗変化に顕著に寄与する。
[Function] In a magnetoresistive film having a multi-layer structure in which ferromagnetic layers and non-ferromagnetic layers are alternately laminated, the motion component perpendicular to the interface between the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer possessed by conduction electrons is It significantly contributes to the change in magnetic resistance.

【0034】従来の多層構造の磁気抵抗効果膜では、伝
導電子のほぼ全体がその膜面に平行に、すなわち隣接す
る強磁性層と非強磁性層の界面に平行に移動するため、
伝導電子の前記界面に対して垂直な運動の成分は非常に
小さい。
In the conventional multi-layered magnetoresistive film, almost all the conduction electrons move parallel to the film surface, that is, parallel to the interface between the adjacent ferromagnetic layer and non-ferromagnetic layer.
The component of the motion of the conduction electrons perpendicular to the interface is very small.

【0035】これに対し、この発明の磁気抵抗素子で
は、隣接する強磁性層と非強磁性層の界面が磁気抵抗効
果膜の膜面に対して傾斜しており、電流が前記界面に交
差して、換言すれば前記界面を貫通して前記磁気抵抗効
果膜の内部を流れるため、前記界面に対して垂直な運動
の成分は極めて大きい。このため、従来の磁気抵抗効果
膜に比べて格段に大きな磁気抵抗変化率が得られる。
On the other hand, in the magnetoresistive element of the present invention, the interface between the adjacent ferromagnetic layer and non-ferromagnetic layer is inclined with respect to the film surface of the magnetoresistive film, and the current intersects with the interface. In other words, since it flows through the interface and flows inside the magnetoresistive film, the component of motion perpendicular to the interface is extremely large. Therefore, a remarkably large magnetoresistance change rate can be obtained as compared with the conventional magnetoresistive film.

【0036】また、この発明の磁気抵抗素子では、非強
磁性層を介して隣接する2つの強磁性層の磁化の向きを
平行にするのに必要な磁界が100エルステッド程度と
なるように、非強磁性層の厚さを選定した場合でも、磁
気記録装置用として十分大きな磁気抵抗変化率が得られ
る。
In the magnetoresistive element of the present invention, the magnetic field required to make the magnetization directions of the two ferromagnetic layers adjacent to each other through the non-ferromagnetic layer parallel to each other is about 100 oersted. Even if the thickness of the ferromagnetic layer is selected, a sufficiently large magnetoresistance change rate can be obtained for a magnetic recording device.

【0037】この発明の磁気抵抗素子の製造方法によれ
ば、前記磁気抵抗素子が容易に得られる。
According to the method of manufacturing a magnetoresistive element of the present invention, the magnetoresistive element can be easily obtained.

【0038】この発明の磁気ヘッドおよび磁気記録装置
では、情報再生用として従来より磁気抵抗変化率の高い
磁気抵抗素子を備えているので、従来より大きな再生出
力が得られる。
Since the magnetic head and the magnetic recording apparatus of the present invention are provided with a magnetoresistive element having a higher magnetoresistive change rate for reproducing information, a reproduction output larger than that of the related art can be obtained.

【0039】[0039]

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0040】[第1実施例]図1〜図3は、この発明の
磁気抵抗素子の第1実施例を示す。この磁気抵抗素子
は、アルミナ(Al23)製の基体2と、基体2の表面
に形成された磁気抵抗効果膜1とを備えて構成されてい
る。この磁気抵抗効果膜1は、厚さ15オングストロー
ムのコバルト(Co)層よりなる強磁性層11と、厚さ
9オングストロームの銅(Cu)層よりなる非強磁性層
12とを交互に積層して構成されており、いわゆる多層
膜となっている。強磁性層11と非強磁性層12の積層
周期は30周期である。磁気抵抗効果膜1の膜面すなわ
ち表面(上面)および裏面(下面)は、互いに平行であ
り、従って、膜1の厚さは一定である。
[First Embodiment] FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the magnetoresistive element of the present invention. This magnetoresistive element includes a base 2 made of alumina (Al 2 O 3 ) and a magnetoresistive effect film 1 formed on the surface of the base 2. The magnetoresistive film 1 is formed by alternately stacking a ferromagnetic layer 11 made of a cobalt (Co) layer having a thickness of 15 angstroms and a non-ferromagnetic layer 12 made of a copper (Cu) layer having a thickness of 9 angstroms. It is configured and is a so-called multilayer film. The stacking period of the ferromagnetic layer 11 and the non-ferromagnetic layer 12 is 30 periods. The film surface of the magnetoresistive effect film 1, that is, the front surface (upper surface) and the back surface (lower surface) are parallel to each other, and therefore the thickness of the film 1 is constant.

【0041】隣接する強磁性層11と非強磁性層12の
界面は、磁気抵抗効果膜1の上下膜面に対してθ゜だけ
傾斜しており、また、膜1の両端部(図1では左右端
部)を除いて、その上下の膜面に露出している。膜1の
上下膜面は、基体2の表面に平行になっているため、強
磁性層11と非強磁性層12の界面は、基体2の表面に
対してもθ゜だけ傾斜している。膜1の上下膜面には、
それら膜面に強磁性層11と非強磁性層12の界面が交
差して形成される複数の直線が現われている。図1で
は、これらの直線は紙面に垂直方向に延びている。
The interface between the adjacent ferromagnetic layer 11 and non-ferromagnetic layer 12 is inclined by θ ° with respect to the upper and lower film surfaces of the magnetoresistive film 1, and both ends of the film 1 (in FIG. 1). Exposed on the upper and lower film surfaces except the left and right end portions). Since the upper and lower film surfaces of the film 1 are parallel to the surface of the substrate 2, the interface between the ferromagnetic layer 11 and the non-ferromagnetic layer 12 is also inclined by θ ° with respect to the surface of the substrate 2. On the upper and lower membrane surfaces of the membrane 1,
A plurality of straight lines formed by intersecting the interfaces of the ferromagnetic layer 11 and the non-ferromagnetic layer 12 appear on the film surfaces. In FIG. 1, these straight lines extend in the direction perpendicular to the paper surface.

【0042】磁気抵抗効果膜1の両端部(図1では左右
端部)には、一対の電極(図3(f)参照)が形成され
ており、図1に示すように、膜1の内部を前記直線に直
交して(図1では左端から右端に向かって)電流が流れ
るようになっている。このため、電流すなわち伝導電子
が、強磁性層11と非強磁性層12との界面を確実に貫
通して移動することができ、その結果、従来より高い磁
気抵抗変化率が得られる。
A pair of electrodes (see FIG. 3 (f)) are formed on both ends (left and right ends in FIG. 1) of the magnetoresistive film 1, and as shown in FIG. A current flows in a direction orthogonal to the straight line (from the left end to the right end in FIG. 1). Therefore, the current, that is, the conduction electrons can surely move through the interface between the ferromagnetic layer 11 and the non-ferromagnetic layer 12, and as a result, a higher magnetoresistive change rate than that of the conventional case can be obtained.

【0043】また、この実施例では、電流が、強磁性層
11と非強磁性層12の界面が膜面と交差して形成され
る直線に対してなす角度が最大となるので、最大の磁気
抵抗変化率が得られる。
Further, in this embodiment, the current makes the maximum angle with respect to the straight line formed by the interface between the ferromagnetic layer 11 and the non-ferromagnetic layer 12 intersecting the film surface, and therefore the maximum magnetic field is obtained. The rate of resistance change is obtained.

【0044】この磁気抵抗効果膜1に印加される磁界
(磁束)は、図1に示すように、前記界面が前記膜面に
交差して形成される直線に平行である。換言すれば、こ
の磁界は、電流に直交して印加される。ここでは、磁界
は紙面の手前から向こう側に向かっている。このため、
各強磁性層11の持つ磁化の向きが磁界方向に揃いやす
く、従って、動作に必要な磁界を最小にすることができ
る。
As shown in FIG. 1, the magnetic field (magnetic flux) applied to the magnetoresistive film 1 is parallel to the straight line formed by intersecting the interface with the film surface. In other words, this magnetic field is applied orthogonally to the current. Here, the magnetic field is from the front of the paper to the other side. For this reason,
The magnetization directions of the respective ferromagnetic layers 11 are easily aligned with the magnetic field direction, and therefore the magnetic field required for operation can be minimized.

【0045】以上の構成を持つこの発明の磁気抵抗素子
では、次のような理由により従来より大きな磁気抵抗変
化率が得られる。
In the magnetoresistive element of the present invention having the above-mentioned structure, a larger magnetoresistive change rate than the conventional one can be obtained for the following reason.

【0046】この発明の磁気抵抗効果膜1では、磁界を
印加しない状態では、図2(a)に示すように、非強磁
性(Cu)層12の両側に隣接する強磁性(Co)層1
1の磁化の向きは、非強磁性層12を介して及ぼされる
相互作用により互いに反平行になっている。膜1に膜面
に平行に十分強い磁界Hを印加すると、各強磁性層11
の持つ磁化の向きは磁界Hの向きに揃って互いに平行に
なる。
In the magnetoresistive film 1 of the present invention, in a state where no magnetic field is applied, as shown in FIG. 2A, the ferromagnetic (Co) layer 1 adjacent to both sides of the non-ferromagnetic (Cu) layer 12 is formed.
The magnetization directions of 1 are antiparallel to each other due to the interaction exerted through the non-ferromagnetic layer 12. When a sufficiently strong magnetic field H is applied to the film 1 parallel to the film surface, each ferromagnetic layer 11
The magnetization directions of are aligned with the direction of the magnetic field H and are parallel to each other.

【0047】伝導電子が磁気抵抗効果膜1中に進入する
場合、強磁性層11の磁化と同じ向きのスピンを持つ場
合はその強磁性層11を通って自由に移動することがで
きるが、その強磁性層11の磁化とは逆向きのスピンを
持つ場合は、図2(a)に示すように、層11、12の
界面付近で散乱される。よって、強磁性層11の磁化の
向きが反平行の場合(磁界Hを印加しない場合)には、
いずれの向きのスピンを持つ電子もスピンと反対方向の
磁化を持つ強磁性層11の界面で散乱されるため、膜1
中を移動し難く、その結果、電流をそれら界面に平行に
流す場合よりも電気抵抗値が大きくなる。
When conduction electrons enter the magnetoresistive film 1, if they have spins in the same direction as the magnetization of the ferromagnetic layer 11, they can move freely through the ferromagnetic layer 11. When the spin has a direction opposite to the magnetization of the ferromagnetic layer 11, it is scattered near the interface between the layers 11 and 12 as shown in FIG. Therefore, when the magnetization directions of the ferromagnetic layer 11 are antiparallel (when the magnetic field H is not applied),
Electrons having spins in either direction are scattered at the interface of the ferromagnetic layer 11 having a magnetization in the direction opposite to the spins, so that the film 1
It is difficult to move through, resulting in a higher electrical resistance value than would be the case if current were passed parallel to those interfaces.

【0048】これに対し、強磁性層11の磁化の向きが
平行の場合(磁界Hを印加した場合)には、図2(b)
に示すように、磁化とは逆向きのスピンをもつ伝導電子
は界面で散乱されるが、磁化と同じ向きのスピンをもつ
伝導電子はすべて散乱されることなく強磁性層11中を
移動することができるので、電流を界面に平行に流す場
合よりも電気抵抗値が小さくなる。
On the other hand, when the magnetization directions of the ferromagnetic layer 11 are parallel (when the magnetic field H is applied), FIG.
As shown in, the conduction electrons with spins opposite to the magnetization are scattered at the interface, but all the conduction electrons with spins in the same direction as the magnetization move in the ferromagnetic layer 11 without being scattered. Therefore, the electric resistance value becomes smaller than that in the case where an electric current is passed parallel to the interface.

【0049】しかも、この発明の磁気抵抗効果膜1で
は、図2(b)に示すように、伝導電子は膜1の内部を
移動する際に前記界面を確実に貫通するため、ほとんど
すべての伝導電子が磁気抵抗効果に寄与する。
Moreover, in the magnetoresistive effect film 1 of the present invention, as shown in FIG. 2B, the conduction electrons surely penetrate through the interface when moving inside the film 1, so that almost all conduction is performed. The electrons contribute to the magnetoresistive effect.

【0050】よって、従来の磁気抵抗効果膜よりも格段
に大きな磁気抵抗変化率(Δρ/ρ)が得られる。
Therefore, a much larger magnetoresistance change rate (Δρ / ρ) than that of the conventional magnetoresistance effect film can be obtained.

【0051】以上の構成を持つ磁気抵抗素子は、次のよ
うにして製作される。
The magnetoresistive element having the above structure is manufactured as follows.

【0052】まず、スパッタ法を用いて、成膜用のシリ
コン基板3の表面(上面)に、厚さ15オングストロー
ムのコバルト(Co)層と厚さ9オングストロームの銅
(Cu)層とを交互に30周期、積層する。これによっ
て、基板3上に、図3(a)に示すような多層構造の磁
気抵抗効果膜1が得られる。
First, a cobalt (Co) layer having a thickness of 15 angstroms and a copper (Cu) layer having a thickness of 9 angstroms are alternately formed on the surface (upper surface) of the silicon substrate 3 for film formation by the sputtering method. Stack for 30 cycles. As a result, the magnetoresistive effect film 1 having a multilayer structure as shown in FIG. 3A is obtained on the substrate 3.

【0053】次に、磁気抵抗効果膜1の表面にノブラッ
ク系フォトレジストの膜を形成した後、そのレジスト膜
を熱軟化させることにより、図3(b)に示すようにテ
−パの付いたマスク4を形成する。このマスク4は、膜
1の右端から左端に向かって厚さが徐々に減少してい
る。
Next, a noblack photoresist film is formed on the surface of the magnetoresistive film 1, and the resist film is heat-softened so that a taper is attached as shown in FIG. 3 (b). The mask 4 is formed. The thickness of the mask 4 gradually decreases from the right end to the left end of the film 1.

【0054】続いて、テーパ付きマスク4の上からアル
ゴンイオンAr+を照射し、磁気抵抗効果膜1のイオン
ミリングを行なう。その結果、図3(c)に示すよう
に、膜1の左端側が右端側に比べて多く除去される。残
った膜1の全長は10μmで、その厚さはマスク4の形
状を反映して右端から左端に向かって減少する。
Subsequently, the magnetoresistive effect film 1 is ion-milled by irradiating argon ions Ar + from above the tapered mask 4. As a result, as shown in FIG. 3C, the left end side of the film 1 is removed more than the right end side. The total length of the remaining film 1 is 10 μm, and its thickness decreases from the right end to the left end, reflecting the shape of the mask 4.

【0055】こうして得たテーパ付きの磁気抵抗効果膜
1の表面に、CVD法等により、基体2となる厚さ0.
1mmのアルミナ(Al23)膜を被着する。基体2
は、図3(d)に示すように、膜1の傾斜した面(これ
は新たに第1の膜面となる)にほぼ均一な厚さで形成さ
れる。
On the surface of the thus-tapered magnetoresistive effect film 1, a thickness of 0.
A 1 mm alumina (Al 2 O 3 ) film is deposited. Base 2
Is formed on the inclined surface of the film 1 (which newly becomes the first film surface) with a substantially uniform thickness, as shown in FIG.

【0056】次に、シリコン基板3の裏面(下面)に、
ノブラック系フォトレジストの膜(図示せず)を形成し
た後、そのレジスト膜を熱軟化させることにより、図3
(b)と同様のテ−パ付きマスク(図示せず)を形成す
る。このマスクの断面形状は、図3(b)とは逆に、左
端から右端に向かって厚さが減少するテーパとなってい
る。両マスクのテーパ度は同一である。
Next, on the back surface (lower surface) of the silicon substrate 3,
After a noblack photoresist film (not shown) is formed, the resist film is heat-softened to form a film shown in FIG.
A mask with a taper (not shown) similar to that in (b) is formed. Contrary to FIG. 3B, the cross-sectional shape of this mask is a taper whose thickness decreases from the left end to the right end. Both masks have the same taper degree.

【0057】続いて、基板3の裏面に形成したマスクの
下からアルゴンイオンAr+を照射し、基板3と磁気抵
抗効果膜1のイオンミリングを行なう。その結果、基板
1は完全に除去され、また、膜1はマスク形状を反映し
てテーパ状に除去される。これによって形成される膜1
の傾斜した面は、新たに第2の膜面となる。こうして、
図3(e)に示すように、第1の膜面と第2の膜面が平
行で厚さが均一の磁気抵抗効果膜1が、基体2に固着さ
れた状態で得られる。この状態では、両膜面に対して傾
斜したコバルト層と銅層との界面が、両膜面に露出して
いる。
Subsequently, argon ions Ar + are irradiated from under the mask formed on the back surface of the substrate 3 to ion mill the substrate 3 and the magnetoresistive effect film 1. As a result, the substrate 1 is completely removed, and the film 1 is removed in a tapered shape reflecting the mask shape. Film 1 formed by this
The inclined surface of is a second film surface. Thus
As shown in FIG. 3E, the magnetoresistive effect film 1 having the first film surface and the second film surface parallel to each other and having a uniform thickness is obtained in a state of being fixed to the substrate 2. In this state, the interface between the cobalt layer and the copper layer inclined with respect to both film surfaces is exposed on both film surfaces.

【0058】その後、図3(f)に示すように、金(A
u)等の金属膜よりなる1対の電極5を磁気抵抗効果膜
1の両端に形成する。こうして、図1に示した磁気抵抗
素子が得られる。
Then, as shown in FIG. 3 (f), gold (A
A pair of electrodes 5 made of a metal film such as u) is formed on both ends of the magnetoresistive film 1. In this way, the magnetoresistive element shown in FIG. 1 is obtained.

【0059】上記製造方法によって、コバルト層と銅層
の界面と膜面とのなす角θを変化させた磁気抵抗効果膜
1を製造し、それらの磁気抵抗変化率(Δρ/ρ)を測
定した。磁界および電流は図1のように印加した。その
結果を図4に示す。
By the above manufacturing method, the magnetoresistive effect film 1 was manufactured in which the angle θ formed by the interface between the cobalt layer and the copper layer and the film surface was changed, and the magnetoresistive change rate (Δρ / ρ) thereof was measured. . The magnetic field and current were applied as shown in FIG. The result is shown in FIG.

【0060】図4より、従来例に相当する界面と膜面と
が平行である場合(θ=0°)では、磁気抵抗変化率
(Δρ/ρ)が32%であるが、この発明の磁気抵抗効
果膜1では、θ=20°で(Δρ/ρ)=62%,θ=
40°で(Δρ/ρ)=74%であり、磁気抵抗変化率
が大きく向上していることが分かる。
From FIG. 4, when the interface corresponding to the conventional example and the film surface are parallel (θ = 0 °), the magnetoresistance change rate (Δρ / ρ) is 32%. In the resistance effect film 1, when θ = 20 °, (Δρ / ρ) = 62%, θ =
At 40 °, (Δρ / ρ) = 74%, and it can be seen that the magnetoresistance change rate is significantly improved.

【0061】また、磁気抵抗効果膜1の膜面に平行な平
面内で磁界を印加する方向を変えて、動作に必要な磁界
(最大の磁気抵抗変化率が得られる磁界)Hsを測定し
た。磁界の方向は、図5に示すように、コバルト層と銅
層の界面が膜面と交差して形成される直線に対する角度
φで示した。なお、θ=20゜とした。
Further, the magnetic field required for the operation (the magnetic field that gives the maximum magnetoresistance change rate) Hs was measured by changing the direction in which the magnetic field is applied in a plane parallel to the film surface of the magnetoresistive effect film 1. The direction of the magnetic field is shown by an angle φ with respect to a straight line formed by the interface between the cobalt layer and the copper layer intersecting the film surface as shown in FIG. Note that θ = 20 °.

【0062】図5より、前記直線に平行に印加した場合
(φ=0°)にHsが最小となり、φを増加させると、
それに伴ってHsが単調に増加することが分かる。これ
は、磁化容易方向が界面に平行な平面内にあるため、φ
が大きくなると磁界の界面方向の成分が小さくなり、そ
の結果、磁化の回転が徐々に困難となるためと考えられ
る。また、この結果より、Hsを小さくするには、磁界
はφ=0すなわち、コバルト層と銅層の界面が膜面と交
差して形成される前記直線に平行な方向に印加するのが
最も好ましいことが分かる。
From FIG. 5, Hs is minimized when applied in parallel with the straight line (φ = 0 °), and when φ is increased,
It can be seen that Hs monotonically increases accordingly. This is because the easy magnetization direction is in the plane parallel to the interface.
It is conceivable that the component of the magnetic field in the interface direction becomes smaller as R becomes larger, and as a result, it becomes gradually difficult to rotate the magnetization. Further, from this result, in order to reduce Hs, it is most preferable to apply the magnetic field in φ = 0, that is, in the direction parallel to the straight line formed by the interface between the cobalt layer and the copper layer intersecting the film surface. I understand.

【0063】さらに、非強磁性層であるCu層の厚さを
12オングストロームとした以外は、上記と同じ構成の
磁気抵抗効果膜1を製造し、角度θと磁気抵抗変化率
(Δρ/ρ)との関係を測定した。その結果を図6に示
す。
Further, a magnetoresistive effect film 1 having the same structure as described above was manufactured except that the thickness of the non-ferromagnetic Cu layer was 12 Å, and the angle θ and the magnetoresistive change rate (Δρ / ρ) were produced. The relationship with was measured. The result is shown in FIG.

【0064】図6より、Cu層の厚さを12オングスト
ロームと厚くしたことにより、9オングストロームの場
合に比べて磁気抵抗変化率(Δρ/ρ)は小さくなって
いる。(Δρ/ρ)は、θ=0°では約5%であるが、
θの増加と共に増加し、θ=30°では約10%が得ら
れていることが分かる。
As shown in FIG. 6, by increasing the thickness of the Cu layer to 12 angstroms, the magnetoresistance change rate (Δρ / ρ) is smaller than that in the case of 9 angstroms. (Δρ / ρ) is about 5% at θ = 0 °,
It can be seen that the value increases with the increase of θ and about 10% is obtained at θ = 30 °.

【0065】また、Cu層の厚さを12オングストロー
ムと厚くしたことにより、動作に必要な磁界Hsが大幅
に小さくなっている。このグラフは図示していないが、
θ=30°の場合、Hsは約70エルステッドであり、
この磁気抵抗素子を磁気記録装置に利用するのに十分な
値が得られた。
Further, by increasing the thickness of the Cu layer to 12 angstroms, the magnetic field Hs required for operation is significantly reduced. This graph is not shown,
When θ = 30 °, Hs is about 70 Oersted,
A value sufficient for using this magnetoresistive element in a magnetic recording device was obtained.

【0066】よって、この磁気抵抗素子を用いて磁気記
録装置を構成すれば、磁気記録媒体に記録されている情
報の読み出し性能を飛躍的に向上させることができる。
Therefore, if a magnetic recording device is constructed using this magnetoresistive element, the read performance of information recorded on the magnetic recording medium can be dramatically improved.

【0067】この実施例では、コバルト層と銅層を交互
に積層した多層膜に関して述べているが、強磁性層と非
強磁性層とを交互に積層した多層膜であれば、その他の
物質の多層膜でもよいことはいうまでもない。
In this embodiment, the multilayer film in which the cobalt layers and the copper layers are alternately laminated is described. However, if the multilayer film in which the ferromagnetic layers and the non-ferromagnetic layers are alternately laminated is used, other materials may be used. Needless to say, a multilayer film may be used.

【0068】[第2実施例]図7は、この発明の磁気ヘ
ッドの実施例を示す。この磁気ヘッドは、上記第1実施
例で示したHs=70エルステッド、(Δρ/ρ)=1
0%の磁気抵抗素子を用いたものである。
[Second Embodiment] FIG. 7 shows an embodiment of the magnetic head of the present invention. This magnetic head has Hs = 70 Oersted and (Δρ / ρ) = 1 as shown in the first embodiment.
It uses a 0% magnetoresistive element.

【0069】第1実施例で述べた磁気抵抗効果膜(厚さ
1200オングストローム)1の両端部には、一対の電
極5が取り付けられており、さらに、アルミナ(Al2
3)からなる絶縁層(厚さ20オングストローム)7
を挟んでCo−20at%Ptよりなる永久磁石層(厚
さ500オングストローム)6が対向して形成されてい
る。永久磁石層6は、磁気抵抗効果膜1に35エルステ
ッドのバイアス磁界を印加するためのものである。これ
らは、Ni−Fe合金よりなる2枚のシールド層(厚さ
1μm)8で挟まれた領域に配置されている。図示して
いないが、磁気抵抗効果膜1および電極5とシールド層
8との間には、二酸化シリコン(SiO2)よりなる絶
縁層が配置されている。
A pair of electrodes 5 are attached to both ends of the magnetoresistive film (thickness 1200 Å) 1 described in the first embodiment, and further, alumina (Al 2
Insulating layer consisting of O 3 (thickness 20 Å) 7
A permanent magnet layer (thickness: 500 angstrom) 6 made of Co-20 at% Pt is formed so as to be opposed to each other with the film sandwiched therebetween. The permanent magnet layer 6 is for applying a bias magnetic field of 35 Oersted to the magnetoresistive effect film 1. These are arranged in a region sandwiched by two shield layers (thickness 1 μm) 8 made of a Ni—Fe alloy. Although not shown, an insulating layer made of silicon dioxide (SiO 2 ) is arranged between the magnetoresistive film 1 and the electrode 5 and the shield layer 8.

【0070】この発明の磁気ヘッドでは、従来より高い
磁気抵抗変化率を持つ磁気抵抗素子を用いているため、
従来より高い再生出力(例えば、従来例の4倍)が得ら
れる。
Since the magnetic head of the present invention uses the magnetoresistive element having a higher magnetoresistive change rate than the conventional one,
A reproduction output higher than the conventional one (for example, 4 times that of the conventional example) can be obtained.

【0071】ここでは永久磁石層を用いたバイアス法を
示したが、通常の磁気抵抗効果型ヘッドで知られている
シャントバイアス法、ソフトバイアス法、相互バイアス
法等の他のバイアス法を用いてもよい。また、図7の構
成とは異なる構成としてもよい。
Although the bias method using the permanent magnet layer is shown here, other bias methods such as the shunt bias method, the soft bias method, and the mutual bias method which are known in the general magnetoresistive head are used. Good. Also, a configuration different from the configuration of FIG. 7 may be used.

【0072】[第3実施例]図8は、上記第2実施例の
磁気ヘッドを情報再生用として備えた磁気ディスク装置
を示す。
[Third Embodiment] FIG. 8 shows a magnetic disk drive equipped with the magnetic head of the second embodiment for reproducing information.

【0073】この磁気ディスク装置は、スピンドルに固
定された複数の磁気記録媒体21と、それら磁気記録媒
体21を回転駆動する磁気記録媒体駆動部22と、磁気
記録媒体21に情報を記録し、また磁気記録媒体21に
記録されている情報を再生する磁気ヘッド23と、磁気
ヘッド23を駆動・制御する磁気ヘッド駆動部24と、
磁気ヘッド23と外部装置(図示せず)との間で記録信
号と再生信号の所定処理を行なう記録再生信号処理系2
5とを備えて構成されている。磁気ヘッド23には、情
報再生用としての上記第2実施例の磁気ヘッドと、情報
記録用としての誘導型磁気ヘッドとが組み込まれてい
る。
In this magnetic disk device, a plurality of magnetic recording media 21 fixed to a spindle, a magnetic recording medium drive unit 22 for rotationally driving the magnetic recording media 21, and information is recorded on the magnetic recording medium 21. A magnetic head 23 for reproducing information recorded on the magnetic recording medium 21, a magnetic head drive unit 24 for driving and controlling the magnetic head 23,
A recording / reproducing signal processing system 2 for performing a predetermined processing of a recording signal and a reproducing signal between the magnetic head 23 and an external device (not shown).
And 5 are provided. The magnetic head 23 incorporates the magnetic head of the second embodiment for reproducing information and the induction type magnetic head for recording information.

【0074】情報記録用の誘導型ヘッドで磁気記録媒体
21に情報を記録した後、その情報を情報再生用の上記
磁気ヘッドで再生を行なったところ、従来より高い再生
出力(例えば、従来例の3倍)が得られた。
After the information was recorded on the magnetic recording medium 21 by the inductive head for information recording, and the information was reproduced by the above magnetic head for information reproduction, a reproduction output higher than the conventional one (for example, in the conventional example) was obtained. 3 times) was obtained.

【0075】なお、磁気ディスク装置とは異なる構成の
磁気記録装置としてもよい。
A magnetic recording device having a structure different from that of the magnetic disk device may be used.

【0076】[0076]

【発明の効果】この発明の磁気抵抗素子では、従来より
も大きな磁気抵抗変化率が得られ、また、その大きな磁
気抵抗変化率を100エルステッド程度の磁界の印加に
よって得ることができる。
According to the magnetoresistive element of the present invention, a larger magnetoresistance change rate than the conventional one can be obtained, and the large magnetoresistance change rate can be obtained by applying a magnetic field of about 100 Oersted.

【0077】この発明の磁気抵抗素子の製造方法では、
前記のような高い磁気抵抗変化率を有する磁気抵抗素子
を容易に得ることができる。
In the method of manufacturing the magnetoresistive element of the present invention,
A magnetoresistive element having a high magnetoresistive change rate as described above can be easily obtained.

【0078】この発明の磁気ヘッドおよび磁気記録装置
では、従来より大きな再生出力が得られる。
With the magnetic head and the magnetic recording apparatus of the present invention, a reproduction output larger than that of the conventional one can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1実施例の磁気抵抗素子の要部断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part of a magnetoresistive element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の磁気抵抗素子において磁気抵抗効
果が現われる機構を説明するための概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a mechanism in which a magnetoresistive effect appears in the magnetoresistive element of the first embodiment.

【図3】第1実施例の磁気抵抗素子の製造方法を工程順
に示す要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing the method of manufacturing the magnetoresistive element of the first embodiment in the order of steps.

【図4】第1実施例の磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率特
性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a magnetoresistive change rate characteristic of the magnetoresistive element of the first example.

【図5】第1実施例の磁気抵抗素子の動作に必要な磁界
の特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing characteristics of a magnetic field required for the operation of the magnetoresistive element of the first example.

【図6】第1実施例の磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率特
性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a magnetoresistive change rate characteristic of the magnetoresistive element of the first example.

【図7】この発明の第2実施例の磁気ヘッドの構成を概
略的に示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a configuration of a magnetic head according to a second embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第3実施例の磁気ディスク装置の構
成を概略的に示す平面図および断面図である。
FIG. 8 is a plan view and a sectional view schematically showing the configuration of a magnetic disk device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気抵抗効果膜 2 基体 3 成膜用基板 4 フォトレジスト・マスク 5 電極 6 永久磁石層 7 絶縁層 8 シールド層 11 強磁性層(Co) 12 非強磁性層(Cu) 21 磁気記録媒体 22 磁気記録媒体駆動部 23 磁気ヘッド 24 磁気ヘッド駆動部 25 記録再生信号処理系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetoresistive effect film 2 Substrate 3 Film forming substrate 4 Photoresist mask 5 Electrode 6 Permanent magnet layer 7 Insulating layer 8 Shield layer 11 Ferromagnetic layer (Co) 12 Non-ferromagnetic layer (Cu) 21 Magnetic recording medium 22 Magnetic Recording medium drive unit 23 Magnetic head 24 Magnetic head drive unit 25 Recording / reproducing signal processing system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 義幸 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 二本 正昭 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Yoshiyuki Hirayama 1-280 Higashi Koikeku, Kokubunji City, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Masaaki Ninomoto 1-280 Higashi Koikeku, Tokyo Kokubunji City Hitachi Ltd. Central Research Laboratory

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
てなる磁気抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、 隣接する前記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁
気抵抗効果膜の膜面に対して傾斜しており、且つ、電流
が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差して流れるこ
とを特徴とする磁気抵抗素子。
1. A magnetoresistive element comprising a magnetoresistive effect film comprising a ferromagnetic layer and a non-ferromagnetic layer alternately stacked, wherein an interface between the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer adjacent to each other is the magnetic layer. A magnetoresistive element, which is inclined with respect to a film surface of a resistance effect film, and a current flows in the magnetoresistive effect film across the interface.
【請求項2】 強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
てなる磁気抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、 隣接する前記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁
気抵抗効果膜の少なくとも一方の膜面に露出しており、
且つ、電流が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差し
て流れることを特徴とする磁気抵抗素子。
2. A magnetoresistive element comprising a magnetoresistive effect film comprising a ferromagnetic layer and a non-ferromagnetic layer alternately stacked, wherein an interface between the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer adjacent to each other is the magnetic layer. It is exposed on at least one film surface of the resistance effect film,
A magnetoresistive element characterized in that a current flows in the magnetoresistive film across the interface.
【請求項3】 前記界面と前記膜面とのなす角度が1〜
30゜の範囲にある請求項1または2に記載の磁気抵抗
素子。
3. The angle formed by the interface and the film surface is 1 to
The magnetoresistive element according to claim 1 or 2, which is in the range of 30 °.
【請求項4】 前記磁気抵抗効果膜が基体に固定されて
いる請求項1〜3のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
4. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the magnetoresistive effect film is fixed to a substrate.
【請求項5】 前記界面が前記膜面と交差して形成され
る直線に直交して電流が流れる請求項1〜4のいずれか
に記載の磁気抵抗素子。
5. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein a current flows perpendicularly to a straight line formed by the interface intersecting the film surface.
【請求項6】 磁界が、前記界面が前記膜面と交差して
形成される直線に対して30゜以下となるように前記磁
気抵抗効果膜に印加される請求項1〜5のいずれかに記
載の磁気抵抗素子。
6. A magnetic field is applied to the magnetoresistive film such that the interface is 30 ° or less with respect to a straight line formed by intersecting the interface with the film surface. The magnetoresistive element described.
【請求項7】 磁界が、前記界面が前記膜面と交差して
形成される直線に平行に前記磁気抵抗効果膜に印加され
る請求項6に記載の磁気抵抗素子。
7. The magnetoresistive element according to claim 6, wherein a magnetic field is applied to the magnetoresistive film parallel to a straight line formed by the interface intersecting the film surface.
【請求項8】 前記磁気抵抗効果膜の両側の膜面に前記
界面が露出している請求項1〜7のいずれかに記載の磁
気抵抗素子。
8. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the interface is exposed on film surfaces on both sides of the magnetoresistive film.
【請求項9】 基板上に強磁性層と非強磁性層とを交互
に積層してそれら各層が互いにほぼ平行な多層構造の磁
気抵抗効果膜を形成する工程と、 前記磁気抵抗効果膜の表面および裏面の少なくとも一方
を前記強磁性層と前記非強磁性層の界面に対して斜めに
除去し、それによって前記界面に対して傾斜した膜面を
得る工程と、 前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界面と交差して流れ
るように、前記磁気抵抗効果膜に一対の電極を形成する
工程とを備えてなることを特徴とする磁気抵抗素子の製
造方法。
9. A step of alternately stacking a ferromagnetic layer and a non-ferromagnetic layer on a substrate to form a magnetoresistive film having a multilayer structure in which the respective layers are substantially parallel to each other, and the surface of the magnetoresistive film. And at least one of the back surface is obliquely removed with respect to the interface between the ferromagnetic layer and the non-ferromagnetic layer, thereby obtaining a film surface inclined with respect to the interface, and a current in the magnetoresistive film. And a step of forming a pair of electrodes on the magnetoresistive effect film so as to flow across the interface.
【請求項10】 前記界面に対して傾斜した膜面を得る
工程が、前記磁気抵抗効果膜の表面および裏面の少なく
とも一方にマスクを形成する工程と、前記マスクを用い
て前記磁気抵抗効果膜のイオンミリングを行なう工程と
を含んで構成される請求項9に記載の磁気抵抗素子の製
造方法。
10. The step of obtaining a film surface inclined with respect to the interface includes the step of forming a mask on at least one of the front surface and the back surface of the magnetoresistive effect film, and the step of forming the magnetoresistive effect film using the mask. The method of manufacturing a magnetoresistive element according to claim 9, which further comprises a step of performing ion milling.
【請求項11】 前記界面に対して傾斜した膜面を得る
工程に続いて、その膜面上に基体となる膜を形成する工
程を含む請求項9または10に記載の磁気抵抗素子の製
造方法。
11. The method of manufacturing a magnetoresistive element according to claim 9, further comprising a step of forming a film to be a base on the film surface, subsequent to the step of obtaining the film surface inclined with respect to the interface. .
【請求項12】 前記界面に対して傾斜した膜面を前記
磁気抵抗効果膜の両側に形成する工程を含む請求項9〜
11のいずれかに記載の磁気抵抗素子の製造方法。
12. The method according to claim 9, further comprising forming film surfaces inclined with respect to the interface on both sides of the magnetoresistive film.
12. The method for manufacturing a magnetoresistive element according to any one of 11.
【請求項13】 前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界
面に直交して流れるように一対の電極を形成する工程を
含む請求項9〜12のいずれかに記載の磁気抵抗素子の
製造方法。
13. The method of manufacturing a magnetoresistive element according to claim 9, further comprising the step of forming a pair of electrodes so that a current flows in the magnetoresistive film perpendicularly to the interface.
【請求項14】 情報再生用として請求項1〜8のいず
れかに記載の磁気抵抗素子を備えてなることを特徴とす
る磁気ヘッド。
14. A magnetic head comprising the magnetoresistive element according to claim 1 for reproducing information.
【請求項15】 情報再生用として請求項14に記載の
磁気ヘッドを備えていることを特徴とする磁気記録装
置。
15. A magnetic recording device comprising the magnetic head according to claim 14 for reproducing information.
JP5106899A 1993-05-07 1993-05-07 Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device Pending JPH06318515A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5106899A JPH06318515A (en) 1993-05-07 1993-05-07 Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5106899A JPH06318515A (en) 1993-05-07 1993-05-07 Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06318515A true JPH06318515A (en) 1994-11-15

Family

ID=14445317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5106899A Pending JPH06318515A (en) 1993-05-07 1993-05-07 Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06318515A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0943327A (en) * 1995-08-03 1997-02-14 Nec Corp Magneto-resistive current sensor
US5680091A (en) * 1994-09-09 1997-10-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive device and method of preparing the same
US5736921A (en) * 1994-03-23 1998-04-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive element
US5738929A (en) * 1993-10-20 1998-04-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistance effect element
JP2004521513A (en) * 2001-06-09 2004-07-15 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Magnetoresistive laminated structure and gradiometer provided with the structure
JP2005534198A (en) * 2002-07-26 2005-11-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Magnetoresistive layer system and sensor element comprising the layer system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5738929A (en) * 1993-10-20 1998-04-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistance effect element
US5736921A (en) * 1994-03-23 1998-04-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive element
US5680091A (en) * 1994-09-09 1997-10-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive device and method of preparing the same
JPH0943327A (en) * 1995-08-03 1997-02-14 Nec Corp Magneto-resistive current sensor
JP2004521513A (en) * 2001-06-09 2004-07-15 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Magnetoresistive laminated structure and gradiometer provided with the structure
JP2005534198A (en) * 2002-07-26 2005-11-10 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング Magnetoresistive layer system and sensor element comprising the layer system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3177199B2 (en) Magnetic tunnel junction device and magnetoresistive read head
US6262869B1 (en) Spin valve sensor with encapsulated keeper layer and method of making
US7007372B1 (en) Method for making high speed, high areal density inductive write structure
JP3263004B2 (en) Spin valve type thin film element
KR0172018B1 (en) Magnetoresistive element
JPH0997409A (en) Magnetoresistive magnetic head and magnetic recording and reproducing device
JP2001291915A (en) Magnetoresistance sensor element and its manufacturing method
JP2003008103A (en) Magnetoresistive effect element, magnetic head, and magnetic reproducing device
JP2001006132A (en) Magnetic reading head and magnetic head assembly and magnetic disk drive
JP2001298226A (en) Magnetic conversion element and thin film magnetic head
JPH0973611A (en) Thin-film magnetic head and its production
KR100278873B1 (en) Magnetoresistive effect element and manufacturing method
JP3989368B2 (en) Magnetic head and magnetic recording apparatus
JP2001283414A (en) Thin film magnetic head and magnetic conversion element
JPH07296340A (en) Magnetoresistance effect device and thin film magnetic head utilizing the device
US6424508B1 (en) Magnetic tunnel junction magnetoresistive head
JP2000030227A (en) Thin-film magnetic head and its production
JP2001184613A (en) Magneto resistive sensor
JPH06318515A (en) Magnetoresistive element and manufacture thereof and magnetic head and magnetic memory device
JP2000315305A (en) Magnetic reproducing head, magnetic head assembly, magnetic disk driving device and manufacture of magnetic head assembly
JP2002358610A (en) Magneto-resistive head and its manufacturing method
JPH10241125A (en) Thin film magnetic head and recording/reproducing separation type magnetic head and magnetic recording/ reproducing apparatus using the same
JP3261698B2 (en) Magnetic head and magnetoresistive element
JPH08235542A (en) Magnetic reluctance effect element
JP2000163717A (en) Magnetoresistance effect element