JPH0661050A - 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 - Google Patents
積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置Info
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- JPH0661050A JPH0661050A JP4210320A JP21032092A JPH0661050A JP H0661050 A JPH0661050 A JP H0661050A JP 4210320 A JP4210320 A JP 4210320A JP 21032092 A JP21032092 A JP 21032092A JP H0661050 A JPH0661050 A JP H0661050A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁界感度の高い積層磁性膜ならびに磁気ヘツ
ド（磁気記録・再生装置）を提供することにある。 【構成】 少なくとも２層以上の磁性膜５，７が介在膜
６，８を介して積層された積層磁性膜において、前記介
在膜６，８が、遷移金属と、その遷移金属とヘテロジニ
スな混合体を形成しやすい物質とを含有している。
ド（磁気記録・再生装置）を提供することにある。 【構成】 少なくとも２層以上の磁性膜５，７が介在膜
６，８を介して積層された積層磁性膜において、前記介
在膜６，８が、遷移金属と、その遷移金属とヘテロジニ
スな混合体を形成しやすい物質とを含有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ヘツドある
いは磁気センサなどに使用する積層磁性膜に係り、特に
磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜とを一層づつ
交互にあるいは複数層づつ交互に積層したもの、または
多層の磁気的にソフトな膜と少なくとも一層の磁気的に
ハードな膜とを積層したもの、あるいは磁気的にソフト
な膜を積層した人工格子膜からなる積層磁性膜に関する
ものである。
いは磁気センサなどに使用する積層磁性膜に係り、特に
磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜とを一層づつ
交互にあるいは複数層づつ交互に積層したもの、または
多層の磁気的にソフトな膜と少なくとも一層の磁気的に
ハードな膜とを積層したもの、あるいは磁気的にソフト
な膜を積層した人工格子膜からなる積層磁性膜に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）な
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発が各
方面で進められている。
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発が各
方面で進められている。
【０００３】ＭＲ素子として高性能化するためにはさら
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Ｆｅ／ＣｒやＣｏ／Ｃｕなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Ｆｅ／ＣｒやＣｏ／Ｃｕなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の人工格
子膜では、まだ十分に高い磁界感度（変調度）を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
子膜では、まだ十分に高い磁界感度（変調度）を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
【０００５】本発明の目的は、このような問題点を解消
し、さらに磁界感度の高い積層磁性膜あるいはそれを用
いる磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置を提供する
ことにある。
し、さらに磁界感度の高い積層磁性膜あるいはそれを用
いる磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくとも、２層以上の磁性膜が介在膜
を介して積層された積層磁性膜において、前記介在膜
が、遷移金属と、その遷移金属とヘテロジニアスな混合
体を形成しやすい物質とを含有していることを特徴とす
るものである。
に、本発明は、少なくとも、２層以上の磁性膜が介在膜
を介して積層された積層磁性膜において、前記介在膜
が、遷移金属と、その遷移金属とヘテロジニアスな混合
体を形成しやすい物質とを含有していることを特徴とす
るものである。
【０００７】
【作用】本発明は前述のように、介在膜が、遷移金属
と、その遷移金属を余り固溶させない、すなわちその遷
移金属とヘテロジニアスな混合体を形成しやすい物質と
を含み、適当な厚さ（通常、介在膜の厚さを０から次第
に厚くしていくと磁性膜間の相互作用は、強磁性的→反
強磁性的→強磁性的 というように周期的に変化す
る）、すなわち単独では反強磁性的な相互作用をする厚
さとし、その介在膜を、遷移金属と、遷移金属とヘテロ
ジニアスな混合体を形成しやすい物質との混合物で構成
し、これを通じて強磁性的相互作用を生じさせ、前記反
強磁性的相互作用を相殺するようにする。
と、その遷移金属を余り固溶させない、すなわちその遷
移金属とヘテロジニアスな混合体を形成しやすい物質と
を含み、適当な厚さ（通常、介在膜の厚さを０から次第
に厚くしていくと磁性膜間の相互作用は、強磁性的→反
強磁性的→強磁性的 というように周期的に変化す
る）、すなわち単独では反強磁性的な相互作用をする厚
さとし、その介在膜を、遷移金属と、遷移金属とヘテロ
ジニアスな混合体を形成しやすい物質との混合物で構成
し、これを通じて強磁性的相互作用を生じさせ、前記反
強磁性的相互作用を相殺するようにする。
【０００８】このようにすることにより、実質的には、
両磁性膜間に磁気的相互作用がほとんどない状態を実現
して、各磁性膜内の磁化が独立に振る舞えるようにな
る。かくして、磁性膜のうちの少なくともいずれか１つ
を軟磁気特性に優れた材料で構成すれば、微弱な印加磁
界でも十分に反応する巨大磁気抵抗効果膜を得ることが
できる。
両磁性膜間に磁気的相互作用がほとんどない状態を実現
して、各磁性膜内の磁化が独立に振る舞えるようにな
る。かくして、磁性膜のうちの少なくともいずれか１つ
を軟磁気特性に優れた材料で構成すれば、微弱な印加磁
界でも十分に反応する巨大磁気抵抗効果膜を得ることが
できる。
【０００９】
【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図１は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図２はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
図１は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図２はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
【００１０】本発明の実施例に係る磁気ヘツドは図１に
示すように、短冊状をした積層磁性膜１と、それの両端
に接合された電極２、２とから主に構成されている。な
お、各電極２、２は必要に応じて電流端子と電圧端子に
分離することもできる（図示せず）。
示すように、短冊状をした積層磁性膜１と、それの両端
に接合された電極２、２とから主に構成されている。な
お、各電極２、２は必要に応じて電流端子と電圧端子に
分離することもできる（図示せず）。
【００１１】前記積層磁性膜１は図２に示すように、ガ
ラスやセラミツクからなる基板３と、その上に形成され
た例えばＮｉ−Ｆｅ／介在膜／Ｃｏ／介在膜系からなる
多層膜４とから構成されている。
ラスやセラミツクからなる基板３と、その上に形成され
た例えばＮｉ−Ｆｅ／介在膜／Ｃｏ／介在膜系からなる
多層膜４とから構成されている。
【００１２】この多層膜４を具体的に説明すると、膜厚
が約３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁
気的にソフトな膜５と、膜厚が約３０〜８０Åの介在膜
６と、膜厚が約３０ÅのＣｏからなる磁気的にハードな
膜７と、膜厚が３０〜８０Åの介在膜８とから構成され
る最小単位の積層体９が数層〜数十層繰り返して形成さ
れている。
が約３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁
気的にソフトな膜５と、膜厚が約３０〜８０Åの介在膜
６と、膜厚が約３０ÅのＣｏからなる磁気的にハードな
膜７と、膜厚が３０〜８０Åの介在膜８とから構成され
る最小単位の積層体９が数層〜数十層繰り返して形成さ
れている。
【００１３】これら多層膜４は例えば超高真空の電子ビ
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなど他の薄膜形成技術をもつ
て形成してもよい。
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなど他の薄膜形成技術をもつ
て形成してもよい。
【００１４】ところで前記ソフト膜５ならびにハード膜
７を成膜するときに、それぞれの所定の基準方向Ｒｅに
対してある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で成
膜される。このときの磁界の印加方向の例を図３ととも
に説明する。
７を成膜するときに、それぞれの所定の基準方向Ｒｅに
対してある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で成
膜される。このときの磁界の印加方向の例を図３ととも
に説明する。
【００１５】すなわち同図の（ａ）に示すように、最
初、第１番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）を形成
するとき、それの所定の基準方向Ｒｅに対してある角度
（＋θ）をもつた方向に磁界を印加しながら成膜する。
初、第１番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）を形成
するとき、それの所定の基準方向Ｒｅに対してある角度
（＋θ）をもつた方向に磁界を印加しながら成膜する。
【００１６】次に第１番目のハード膜７（Ｃｏ膜）を形
成するとき同図の（ｂ）に示すように、それの所定の基
準方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
成膜する。
成するとき同図の（ｂ）に示すように、それの所定の基
準方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
成膜する。
【００１７】次に第２番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合
金膜）を形成するときには同図の（ｃ）に示すように、
それの所定の基準方向Ｒｅに対してある角度（−θ）を
もつた方向に磁界を印加しながら成膜する。
金膜）を形成するときには同図の（ｃ）に示すように、
それの所定の基準方向Ｒｅに対してある角度（−θ）を
もつた方向に磁界を印加しながら成膜する。
【００１８】次に第２番目のハード膜７（Ｃｏ膜）を形
成するとき、同図の（ｄ）に示すようにそれの所定の基
準方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
成膜する。
成するとき、同図の（ｄ）に示すようにそれの所定の基
準方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
成膜する。
【００１９】次に第３番目のソフト膜５は同図の（ａ）
と同様に＋θの角度をもつた方向に、第４番目のソフト
膜５は同図の（ｃ）と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜５は＋θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら成膜を行い、一方、ハード膜
７の方は、常に所定の基準方向Ｒｅに対して直交する方
向に磁界を印加しながら成膜する。ソフト膜５ならびに
ハード膜７の成膜における磁界は、例えば数百Ｏｅ以上
で行なわれる。
と同様に＋θの角度をもつた方向に、第４番目のソフト
膜５は同図の（ｃ）と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜５は＋θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら成膜を行い、一方、ハード膜
７の方は、常に所定の基準方向Ｒｅに対して直交する方
向に磁界を印加しながら成膜する。ソフト膜５ならびに
ハード膜７の成膜における磁界は、例えば数百Ｏｅ以上
で行なわれる。
【００２０】このようにして所定の層数を有する多層膜
４を形成したのち、図１に示すように所定の基準方向Ｒ
ｅに対して面内に垂直な方向（矢印Ｘ方向）に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。このような配
向処理は昇温された雰囲気中で行うことにより、より効
果的になし得る。
４を形成したのち、図１に示すように所定の基準方向Ｒ
ｅに対して面内に垂直な方向（矢印Ｘ方向）に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。このような配
向処理は昇温された雰囲気中で行うことにより、より効
果的になし得る。
【００２１】このようにすることにより、積層磁性膜と
したときにソフト膜５の磁化の方向（外部磁界が零のと
きの磁化の安定な方向）とハード膜７の磁化の方向との
間にある角度αをもたせて交差させることができる。こ
の角度αは、±０°から±９０°の範囲内で適当に選択
することができ、特に角度αの絶対値が３０°〜９０
°、好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは６０
°〜９０°になるとさらに高い磁界感度が得られる。
したときにソフト膜５の磁化の方向（外部磁界が零のと
きの磁化の安定な方向）とハード膜７の磁化の方向との
間にある角度αをもたせて交差させることができる。こ
の角度αは、±０°から±９０°の範囲内で適当に選択
することができ、特に角度αの絶対値が３０°〜９０
°、好ましくは４５°〜９０°、さらに好ましくは６０
°〜９０°になるとさらに高い磁界感度が得られる。
【００２２】前記実施例では、ソフト膜５の製膜時にそ
れの所定の基準方向Ｒｅに対して＋θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第１番目のソフト膜
５から第ｍ番目のソフト膜５までは、所定の基準方向Ｒ
ｅに対して＋θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第ｍ＋１番目のソフト膜５から第ｎ番目のソ
フト膜５までは、所定の基準方向Ｒｅに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎（この場合、２つのグループ毎）
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
れの所定の基準方向Ｒｅに対して＋θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第１番目のソフト膜
５から第ｍ番目のソフト膜５までは、所定の基準方向Ｒ
ｅに対して＋θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第ｍ＋１番目のソフト膜５から第ｎ番目のソ
フト膜５までは、所定の基準方向Ｒｅに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎（この場合、２つのグループ毎）
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
【００２３】このようにソフト膜５の磁化が、ハード膜
７と磁気的に強く結合しない介在膜の厚さを選択するこ
とにより、ソフト膜５の磁化の方向とハード膜７の磁化
の方向の間にある角度αをもたせることができるから、
図４に示すように基準方向Ｒｅにほぼ垂直方向に印加さ
れるほぼ外部磁界Ｘに対してソフト膜５の磁化が回転し
易くなるとともに、後述する式（Ａ）によつて明らかな
ように、ソフト膜５の磁化の一定の回転角度に対する磁
気抵抗の変化率が高くなるから、高磁界感度を有する積
層磁性膜が得られる。なお、図４において矢印Ｅは、磁
気ヘツドに流す電流の方向である。
７と磁気的に強く結合しない介在膜の厚さを選択するこ
とにより、ソフト膜５の磁化の方向とハード膜７の磁化
の方向の間にある角度αをもたせることができるから、
図４に示すように基準方向Ｒｅにほぼ垂直方向に印加さ
れるほぼ外部磁界Ｘに対してソフト膜５の磁化が回転し
易くなるとともに、後述する式（Ａ）によつて明らかな
ように、ソフト膜５の磁化の一定の回転角度に対する磁
気抵抗の変化率が高くなるから、高磁界感度を有する積
層磁性膜が得られる。なお、図４において矢印Ｅは、磁
気ヘツドに流す電流の方向である。
【００２４】前記ハード膜を補償温度が積層磁性膜を使
用する温度付近にあるフエリ磁性の強磁性遷移金属−希
土類金属合金（例えばＴｂ−Ｆｅ（Ｃｏ），Ｄｙ−Ｆｅ
（Ｃｏ），Ｎｄ−Ｆｅ（Ｃｏ）など）で構成して、初期
化をフエリ性磁性材料の補償温度から外れた比較的保磁
力の小さい温度で行なうとよい。そうすれば、例えば積
層磁性膜を磁気ヘツドなどとして使用する際、その使用
温度が前述のように補償温度付近であるため、その温度
でのトータル磁化が小さいため、ハード膜の磁化による
磁気記録媒体への悪影響を排除することがてきるという
特長を有している。
用する温度付近にあるフエリ磁性の強磁性遷移金属−希
土類金属合金（例えばＴｂ−Ｆｅ（Ｃｏ），Ｄｙ−Ｆｅ
（Ｃｏ），Ｎｄ−Ｆｅ（Ｃｏ）など）で構成して、初期
化をフエリ性磁性材料の補償温度から外れた比較的保磁
力の小さい温度で行なうとよい。そうすれば、例えば積
層磁性膜を磁気ヘツドなどとして使用する際、その使用
温度が前述のように補償温度付近であるため、その温度
でのトータル磁化が小さいため、ハード膜の磁化による
磁気記録媒体への悪影響を排除することがてきるという
特長を有している。
【００２５】前述のようにソフト膜とハード膜とを交互
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜（なお本発
明において「巨大磁気抵抗効果」という語句は、外部磁
界の印加による磁気抵抗の増減の符号が電流の方向に依
存しない磁気抵抗効果をいう。）においては、ソフト膜
とハード膜の間に反強磁性的または強磁性的結合が生じ
る性質が強いため、ソフト膜内の磁化の方向（外部磁界
が零のときの磁化の安定方向）を任意の方向にコントロ
ールすることが困難なことがある。
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜（なお本発
明において「巨大磁気抵抗効果」という語句は、外部磁
界の印加による磁気抵抗の増減の符号が電流の方向に依
存しない磁気抵抗効果をいう。）においては、ソフト膜
とハード膜の間に反強磁性的または強磁性的結合が生じ
る性質が強いため、ソフト膜内の磁化の方向（外部磁界
が零のときの磁化の安定方向）を任意の方向にコントロ
ールすることが困難なことがある。
【００２６】ところで、積層磁性膜としたときのソフト
膜の磁化の方向とハード膜の磁化の方向との交差角をα
としたとき、αがΔαだけ変化するときの抵抗Ｒの変化
ΔＲは、下式で与えられる。
膜の磁化の方向とハード膜の磁化の方向との交差角をα
としたとき、αがΔαだけ変化するときの抵抗Ｒの変化
ΔＲは、下式で与えられる。
【００２７】 ΔＲ／平均値Ｒ＝Ｋ・ｓｉｎα・Δα ……（Ａ） Ｋ：素子の材料、構造で定まる定数 磁気抵抗効果素子が十分な磁界感度を得るためには、交
差角の絶対値｜α｜を前述のように０°から９０°の範
囲での任意の値にする必要がある。
差角の絶対値｜α｜を前述のように０°から９０°の範
囲での任意の値にする必要がある。
【００２８】ここで、前記ソフト膜とハード膜との磁気
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
の方向を任意の方向に設定することが容易になる。
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
の方向を任意の方向に設定することが容易になる。
【００２９】これの実施例を図５とともに説明する。同
図に示すように、ガラスなどの基板３上に、Ｃｒ膜１０
とＣｏ膜１１とを形成した後、（介在膜／Ｎｉ−Ｆｅ／
介在膜／Ｃｏ）の最小単位の積層体１２が所定層数繰り
返して数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
図に示すように、ガラスなどの基板３上に、Ｃｒ膜１０
とＣｏ膜１１とを形成した後、（介在膜／Ｎｉ−Ｆｅ／
介在膜／Ｃｏ）の最小単位の積層体１２が所定層数繰り
返して数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
【００３０】具体的に説明すると、まず、基板３上に膜
厚が例えば約３０ÅのＣｒ膜１０と約３０ÅのＣｏ膜と
を形成する。しかる後、膜厚がｔ1 の介在膜８と、膜厚
が約３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁
気的にソフトな膜５と、膜厚がｔ2 の介在膜６と、膜厚
が約３０ÅのＣｏからなる磁気的にハードな膜７とから
構成される最小単位の積層体１２が、所定数繰り返して
形成されている。
厚が例えば約３０ÅのＣｒ膜１０と約３０ÅのＣｏ膜と
を形成する。しかる後、膜厚がｔ1 の介在膜８と、膜厚
が約３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁
気的にソフトな膜５と、膜厚がｔ2 の介在膜６と、膜厚
が約３０ÅのＣｏからなる磁気的にハードな膜７とから
構成される最小単位の積層体１２が、所定数繰り返して
形成されている。
【００３１】前述の介在膜８の膜厚がｔ1 ならびに介在
膜６の膜厚がｔ2 は、これらを介してソフト膜５とハー
ド膜７の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この介在膜６、８の膜厚
ｔ1 、ｔ2 の具体例を示せば次の表の通りであり、この
表に示すように膜厚ｔ1 とｔ2 等しくない（ｔ1 ≠
ｔ2 ）ように形成される。
膜６の膜厚がｔ2 は、これらを介してソフト膜５とハー
ド膜７の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この介在膜６、８の膜厚
ｔ1 、ｔ2 の具体例を示せば次の表の通りであり、この
表に示すように膜厚ｔ1 とｔ2 等しくない（ｔ1 ≠
ｔ2 ）ように形成される。
【００３２】 表 介在膜８の膜厚ｔ1 介在膜６の膜厚ｔ2 ０〜 ５Å ６〜１２Å １２〜１７Å １８〜２５Å ２５〜３０Å ３１Å以上 この例では介在膜８の方を比較的薄膜にしてソフト膜５
とハード膜７との磁気的相互作用を強磁性的にし、介在
膜６の方を比較的厚膜にしてソフト膜５とハード膜７と
の磁気的相互作用を反強磁性的にしているが、反対に介
在膜８の方を比較的厚膜にしてソフト膜５とハード膜７
との磁気的相互作用を反強磁性的にし、介在膜６の方を
比較的薄膜にしてソフト膜５とハード膜７との磁気的相
互作用を強磁性的にしてもよい。
とハード膜７との磁気的相互作用を強磁性的にし、介在
膜６の方を比較的厚膜にしてソフト膜５とハード膜７と
の磁気的相互作用を反強磁性的にしているが、反対に介
在膜８の方を比較的厚膜にしてソフト膜５とハード膜７
との磁気的相互作用を反強磁性的にし、介在膜６の方を
比較的薄膜にしてソフト膜５とハード膜７との磁気的相
互作用を強磁性的にしてもよい。
【００３３】ソフト膜５の磁化の方向ならびにハード膜
７の磁化の方向は、各膜の堆積中に印加した磁界の方向
によつて制御可能である。
７の磁化の方向は、各膜の堆積中に印加した磁界の方向
によつて制御可能である。
【００３４】次に、面内の任意の方向に十分強い磁界
（ハード膜７の磁化の方向を印加する磁界の方向に向け
られる程度、望ましくは数千Ｏｅ以上）の磁界を印加し
て、ハード膜７の磁化の方向を希望する方向に向ける。
（ハード膜７の磁化の方向を印加する磁界の方向に向け
られる程度、望ましくは数千Ｏｅ以上）の磁界を印加し
て、ハード膜７の磁化の方向を希望する方向に向ける。
【００３５】このときソフト膜５の磁化容易軸方向も印
加した磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去する
とハード膜７の磁化の方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜５の磁化容易軸方向は上下のハード膜７
との相互作用が互いにほぼ打ち消されるから、ソフト膜
５自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
加した磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去する
とハード膜７の磁化の方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜５の磁化容易軸方向は上下のハード膜７
との相互作用が互いにほぼ打ち消されるから、ソフト膜
５自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
【００３６】こうしてソフト膜５の磁化容易軸方向は、
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、特に磁化容易軸方向と垂直方向の外部磁界
に対して極めて鋭敏に反応して、その磁化の向きが変化
する。
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、特に磁化容易軸方向と垂直方向の外部磁界
に対して極めて鋭敏に反応して、その磁化の向きが変化
する。
【００３７】図６は、ソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）な
らびにハード膜（Ｃｏ膜）の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向ならびに磁化の方向をまとめて示した図である。この
図に示すように最終的にはソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金
膜）の磁化容易軸方向がハード膜（Ｃｏ膜）の磁化の方
向と交差したものが得られる。
らびにハード膜（Ｃｏ膜）の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向ならびに磁化の方向をまとめて示した図である。この
図に示すように最終的にはソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金
膜）の磁化容易軸方向がハード膜（Ｃｏ膜）の磁化の方
向と交差したものが得られる。
【００３８】前記介在膜６，８は、遷移金属と、その遷
移金属とヘテロジニスな混合体を形成しやすい物質、す
なわち遷移金属を余り固溶させない物質の混合物から構
成される。
移金属とヘテロジニスな混合体を形成しやすい物質、す
なわち遷移金属を余り固溶させない物質の混合物から構
成される。
【００３９】前記遷移金属としては、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉのグループから選択された１種もしくは
２種以上の金属が好適である。
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉのグループから選択された１種もしくは
２種以上の金属が好適である。
【００４０】前記後者の物質としては、Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇ
ｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｂｉのグループから選択された１種もし
くは２種以上の物質が好適であり、さらにその含有率が
０．１〜１０原子％となるのが望ましい。
ｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇ
ｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｂｉのグループから選択された１種もし
くは２種以上の物質が好適であり、さらにその含有率が
０．１〜１０原子％となるのが望ましい。
【００４１】前記遷移金属と後者の物質との組み合わせ
ならびに混合割合は、種々の例が考えられる。
ならびに混合割合は、種々の例が考えられる。
【００４２】前述の例では介在膜６，８に同じ材料のも
のを使用し、介在膜６，８の膜厚ｔ1 、ｔ2 をコントロ
ールすることにより、ソフト膜５とハード膜７との磁気
的相互作用を順次、強磁性的ならびに反強磁性的にした
が、介在膜６，８に使用する材料を異にしてソフト膜５
とハード膜７との磁気的相互作用を強磁性的ならびに反
強磁性的にすることもできる。またこのように中間膜の
材料を違えるとともに、各々の膜厚を異にすることもで
きる。
のを使用し、介在膜６，８の膜厚ｔ1 、ｔ2 をコントロ
ールすることにより、ソフト膜５とハード膜７との磁気
的相互作用を順次、強磁性的ならびに反強磁性的にした
が、介在膜６，８に使用する材料を異にしてソフト膜５
とハード膜７との磁気的相互作用を強磁性的ならびに反
強磁性的にすることもできる。またこのように中間膜の
材料を違えるとともに、各々の膜厚を異にすることもで
きる。
【００４３】本発明に係る磁気抵抗効果素子を磁気ヘツ
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化の方向
が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにする
と有利である。
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化の方向
が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにする
と有利である。
【００４４】ところで、ハード膜の磁化の方向が媒体の
記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、かつ、
ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対してほぼ
垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界に対
するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これに対
して、ハード膜の磁化の方向が媒体の記録面に対してほ
ぼ水平方向になるようにして、かつ、ハード膜の磁化の
方向に対するソフト膜の磁化容易軸方向の交差角度を１
５°〜４５°、好ましくは３０°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、かつ、
ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対してほぼ
垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界に対
するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これに対
して、ハード膜の磁化の方向が媒体の記録面に対してほ
ぼ水平方向になるようにして、かつ、ハード膜の磁化の
方向に対するソフト膜の磁化容易軸方向の交差角度を１
５°〜４５°、好ましくは３０°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
【００４５】磁気抵抗効果素子を磁気ヘツドとして使用
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して水平になるように
設定するのが効率的である。
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して水平になるように
設定するのが効率的である。
【００４６】前述のようにソフト膜の磁化容易軸方向と
ハード膜の磁化の方向との間に適当な交差角度を設ける
ためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成分を
もたせなければならない。そのときハード膜の磁化の方
向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気ヘツド
（積層磁気抵抗効果素子）の端面から発生する磁束が磁
気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
ハード膜の磁化の方向との間に適当な交差角度を設ける
ためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成分を
もたせなければならない。そのときハード膜の磁化の方
向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気ヘツド
（積層磁気抵抗効果素子）の端面から発生する磁束が磁
気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
【００４７】磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果素子）の実
効的全層厚ｔe f f が、磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果
素子）と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングｈf に
比較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図
７に示す式（１）で与えられる。
効的全層厚ｔe f f が、磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果
素子）と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングｈf に
比較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図
７に示す式（１）で与えられる。
【００４８】前記式（１）において、ｈf は磁気記録再
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に１０〜５０ｎｍであ
る。
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に１０〜５０ｎｍであ
る。
【００４９】前記式（１）中の各項目を図８に示すよう
な値に設定すると図８の式（３）のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
な値に設定すると図８の式（３）のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
【００５０】この問題を解決するため、本発明の実施例
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようにしている。
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようにしている。
【００５１】この状態を模式的に示したのが図９で、図
中において１３は例えばＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3
やプラスチツクスなどからなる電気絶縁層、１４は媒体
対向面である。同図に示されているように、この例では
ハード膜（Ｈ）７と、介在膜６と、ソフト膜（Ｓ）５
と、介在膜８と、ハード膜（Ｈ）７と、介在膜６と、ソ
フト膜（Ｓ）５と、介在膜８と、ハード膜（Ｈ）７とか
ら最小単位の積層体１５が構成されている。そしてこの
積層体１５が所定数繰り返して配置され、各積層体１５
間に前記電気絶縁層１３が介在されて、各積層体１５間
が電気的に絶縁される。
中において１３は例えばＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3
やプラスチツクスなどからなる電気絶縁層、１４は媒体
対向面である。同図に示されているように、この例では
ハード膜（Ｈ）７と、介在膜６と、ソフト膜（Ｓ）５
と、介在膜８と、ハード膜（Ｈ）７と、介在膜６と、ソ
フト膜（Ｓ）５と、介在膜８と、ハード膜（Ｈ）７とか
ら最小単位の積層体１５が構成されている。そしてこの
積層体１５が所定数繰り返して配置され、各積層体１５
間に前記電気絶縁層１３が介在されて、各積層体１５間
が電気的に絶縁される。
【００５２】そして図に示す如く、第１の積層体１５
（Ａ１）においてはハード膜（Ｈ）７の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第２の積層体１
５（Ｂ１）においてはハード膜（Ｈ）７の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようになつている。なおこのと
き、図１０に示す関係式が成立するように構成するのが
よい。
（Ａ１）においてはハード膜（Ｈ）７の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第２の積層体１
５（Ｂ１）においてはハード膜（Ｈ）７の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようになつている。なおこのと
き、図１０に示す関係式が成立するように構成するのが
よい。
【００５３】この第３の実施例では、ハード膜の磁化の
向きをソフト膜とハード膜の複数層のグループ毎に交互
に反対にして、そのグループ毎に電気的絶縁層を設けた
が、ハード膜の磁化の向きをハード膜−ソフト膜−ハー
ド膜の最小単位毎に交互に反対にして、その間に電気的
絶縁層を設けてもよい。
向きをソフト膜とハード膜の複数層のグループ毎に交互
に反対にして、そのグループ毎に電気的絶縁層を設けた
が、ハード膜の磁化の向きをハード膜−ソフト膜−ハー
ド膜の最小単位毎に交互に反対にして、その間に電気的
絶縁層を設けてもよい。
【００５４】図１１はこのように構成された磁気ヘツド
の電気回路図で、端子１６にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているＡグループ（Ａ１，Ａ２……Ａ
ｎ）がそれぞれ接続され、端子１７にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているＢグループ（Ｂ１，Ｂ
２……Ｂｎ）がそれぞれ接続されている。
の電気回路図で、端子１６にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているＡグループ（Ａ１，Ａ２……Ａ
ｎ）がそれぞれ接続され、端子１７にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているＢグループ（Ｂ１，Ｂ
２……Ｂｎ）がそれぞれ接続されている。
【００５５】前述のようにハード膜の磁化の垂直成分が
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ１９からはＡグループとＢグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の１８
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ１９からはＡグループとＢグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の１８
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
【００５６】次に前記ソフト膜５とハード膜７の磁化の
方向との角度αが４５°となるようにして作製した積層
磁性膜の磁気特性を述べる。一般に磁気ヘツドは図１に
示す積層磁性膜１の上、下位置に磁気シールド膜（図示
せず）が形成されている。この磁気シールド膜を除去し
た積層磁性膜のみの磁束−磁界特性を図１９に示し、図
１に示すＸ方向に外部磁界を印加した場合の例で、ソフ
ト膜にＮｉ−Ｆｅ合金を、ハード膜にＣｏを用いてい
る。
方向との角度αが４５°となるようにして作製した積層
磁性膜の磁気特性を述べる。一般に磁気ヘツドは図１に
示す積層磁性膜１の上、下位置に磁気シールド膜（図示
せず）が形成されている。この磁気シールド膜を除去し
た積層磁性膜のみの磁束−磁界特性を図１９に示し、図
１に示すＸ方向に外部磁界を印加した場合の例で、ソフ
ト膜にＮｉ−Ｆｅ合金を、ハード膜にＣｏを用いてい
る。
【００５７】積層磁性膜の外部よりＸ方向に磁束は磁界
とともに大きくなり、やがて飽和する。これに対し、Ｘ
方向と１８０°反対方向に磁界を印加すると、磁界が小
さい範囲では上記Ｘ方向に印加した場合と同様な磁束−
磁界特性を示すが、磁界が大きくなるとＣｏ膜の磁化の
反転が起こり、同図に示すようなヒステリシスのある磁
化曲線となる。
とともに大きくなり、やがて飽和する。これに対し、Ｘ
方向と１８０°反対方向に磁界を印加すると、磁界が小
さい範囲では上記Ｘ方向に印加した場合と同様な磁束−
磁界特性を示すが、磁界が大きくなるとＣｏ膜の磁化の
反転が起こり、同図に示すようなヒステリシスのある磁
化曲線となる。
【００５８】また、同図の磁束−磁界特性曲線でも分か
るように保磁力（磁束が零となる磁界の大きさ）は大き
くても１０エルステツド程度で、一般的には数エルステ
ツドとなる。
るように保磁力（磁束が零となる磁界の大きさ）は大き
くても１０エルステツド程度で、一般的には数エルステ
ツドとなる。
【００５９】適当なハード膜としては、前記ソフト膜に
反強磁性膜（例えばＦｅ−Ｍｎ合金，Ｎｉ−Ｍｎ合金，
Ｃｒ−Ｍｎ合金，ＮｉＯ等の膜）を積層した複合膜、又
は前記ソフト膜に永久磁石膜（Ｃｏ−Ｐｔ合金，Ａｌ−
Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｂａフエライト等の膜）を積層した複
合膜がある。
反強磁性膜（例えばＦｅ−Ｍｎ合金，Ｎｉ−Ｍｎ合金，
Ｃｒ−Ｍｎ合金，ＮｉＯ等の膜）を積層した複合膜、又
は前記ソフト膜に永久磁石膜（Ｃｏ−Ｐｔ合金，Ａｌ−
Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｂａフエライト等の膜）を積層した複
合膜がある。
【００６０】ハード膜としてＮｉ−ＦｅとＦｅ−Ｍｎの
複合膜を用いた場合の積層磁性膜の磁束−磁界特性曲線
を図２０に示す。前記ハード膜にＣｏ膜を用いた場合
（図１９）と異なり、磁束−磁界特性曲線には大きなヒ
ステリシスは認められない。
複合膜を用いた場合の積層磁性膜の磁束−磁界特性曲線
を図２０に示す。前記ハード膜にＣｏ膜を用いた場合
（図１９）と異なり、磁束−磁界特性曲線には大きなヒ
ステリシスは認められない。
【００６１】但し、Ｘ方向と１８０°反対方向に印加し
た場合、磁界が大きくなると磁束が増大する傾きが小さ
くなつている。これはハード膜にＦｅ−Ｍｎを用いてお
り交換バイアスにより異方性磁界が大きくなつたためで
ある。
た場合、磁界が大きくなると磁束が増大する傾きが小さ
くなつている。これはハード膜にＦｅ−Ｍｎを用いてお
り交換バイアスにより異方性磁界が大きくなつたためで
ある。
【００６２】この図１９、図２０から明らかなように、
外部磁界が大きい範囲では磁気特性が異なるが、外部磁
界が小さい範囲では同一である。磁気ヘツドではこの外
部磁界が小さい範囲で使用するので、図１９，図２０の
磁気特性を示す積層磁性膜で大きな問題はない。
外部磁界が大きい範囲では磁気特性が異なるが、外部磁
界が小さい範囲では同一である。磁気ヘツドではこの外
部磁界が小さい範囲で使用するので、図１９，図２０の
磁気特性を示す積層磁性膜で大きな問題はない。
【００６３】ところで、前記積層磁性膜を構成している
層はほとんど金属膜である。磁気ヘツドを作製するには
プロセス中の熱履歴を受け、プロセス最高温度は低くと
も１５０°Ｃと予想される。
層はほとんど金属膜である。磁気ヘツドを作製するには
プロセス中の熱履歴を受け、プロセス最高温度は低くと
も１５０°Ｃと予想される。
【００６４】このような熱履歴を受けても前記積層磁性
膜の磁気特性を劣化させない方法として、異種物質の界
面、すなわち磁気的にソフトな膜、磁気的にハードな膜
ならびに介在膜の３種の界面のうち少なくとも１種の界
面に、薄い拡散防止膜を設け異種金属の拡散を防止する
方法が有効である。
膜の磁気特性を劣化させない方法として、異種物質の界
面、すなわち磁気的にソフトな膜、磁気的にハードな膜
ならびに介在膜の３種の界面のうち少なくとも１種の界
面に、薄い拡散防止膜を設け異種金属の拡散を防止する
方法が有効である。
【００６５】この拡散防止膜として例えば下記のような
ものが使用でき、この拡散防止膜はできれば全ての異種
金属界面に介在することが望ましい。
ものが使用でき、この拡散防止膜はできれば全ての異種
金属界面に介在することが望ましい。
【００６６】．ＡｌＮ，ＳｉＮ等の窒化物、 ．Ｔａ2 Ｏ5 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ，ＳｉＯ2 ，Ｚｎ
Ｏ，ＳｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ5等の酸化物、 ．ＺｎＳ，ＣｒＳ等の硫化物、 ．Ｂ4 Ｃ等の炭化物、 ．Ｂ，Ｃ等の半金属、 ．Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂ等の高融点金属。
Ｏ，ＳｎＯ，Ｃｒ2 Ｏ5等の酸化物、 ．ＺｎＳ，ＣｒＳ等の硫化物、 ．Ｂ4 Ｃ等の炭化物、 ．Ｂ，Ｃ等の半金属、 ．Ｗ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｎｂ等の高融点金属。
【００６７】本発明における磁性膜（磁気的にハードな
膜ならびにソフトな膜）ならびに介在膜の膜厚は、当該
膜を構成する材料の電子の平均自由行程以下に規制され
ている。電子の平均自由行程は熱運動のあいつぐ電子の
２衝突間の平均距離（λｇ）で、この電子の平均自由行
程は当該材料のバルク状態で測定される。
膜ならびにソフトな膜）ならびに介在膜の膜厚は、当該
膜を構成する材料の電子の平均自由行程以下に規制され
ている。電子の平均自由行程は熱運動のあいつぐ電子の
２衝突間の平均距離（λｇ）で、この電子の平均自由行
程は当該材料のバルク状態で測定される。
【００６８】本発明のように、相隣る磁性膜間の磁化の
実質的な安定方向が±０°〜±９０°の範囲で交差して
いる積層磁性膜に、外部から交番磁界を印加したときの
磁気抵抗Ｒの変化の状態を図１２ならびに図１３に示
す。
実質的な安定方向が±０°〜±９０°の範囲で交差して
いる積層磁性膜に、外部から交番磁界を印加したときの
磁気抵抗Ｒの変化の状態を図１２ならびに図１３に示
す。
【００６９】図１２の場合は、磁気的にハードな膜の磁
化方向（Ｈ）と磁気的にソフトな膜の磁化方向（Ｓ）と
のなす角度が９０°で、外部磁界の方向（Ｙ）がハード
膜の磁化方向（Ｈ）と平行な場合の特性曲線である。
化方向（Ｈ）と磁気的にソフトな膜の磁化方向（Ｓ）と
のなす角度が９０°で、外部磁界の方向（Ｙ）がハード
膜の磁化方向（Ｈ）と平行な場合の特性曲線である。
【００７０】一方、図１３の場合は、磁気的にハードな
膜の磁化方向（Ｈ）と磁気的にソフトな膜の磁化方向
（Ｓ）とのなす角度が６０°（あるいは３０°）で、外
部磁界の方向（Ｙ）がソフト膜の磁化方向（Ｓ）と直角
な場合の特性曲線である。
膜の磁化方向（Ｈ）と磁気的にソフトな膜の磁化方向
（Ｓ）とのなす角度が６０°（あるいは３０°）で、外
部磁界の方向（Ｙ）がソフト膜の磁化方向（Ｓ）と直角
な場合の特性曲線である。
【００７１】これらの図に示すように、最初、十分強い
外部磁界をＹ1 の方向に印加しておき、その外部磁界の
強さを除々に弱めていくとに示すように磁気抵抗Ｒが
除々に高くなり、外部磁界が零のとき磁気抵抗ＲがＲS
の値を示し、次に外部磁界の方向をＹ2 方向に変えて外
部磁界の強さを除々に強めていくとに示すように磁気
抵抗Ｒはさらに高くなり、外部磁界がある程度強くなる
とに示すように磁気抵抗Ｒは飽和値に達し、所謂、プ
ラトーが存在する。さらに外部磁界の強さを増すと、今
度はに示すように磁気抵抗Ｒが除々に低下する。
外部磁界をＹ1 の方向に印加しておき、その外部磁界の
強さを除々に弱めていくとに示すように磁気抵抗Ｒが
除々に高くなり、外部磁界が零のとき磁気抵抗ＲがＲS
の値を示し、次に外部磁界の方向をＹ2 方向に変えて外
部磁界の強さを除々に強めていくとに示すように磁気
抵抗Ｒはさらに高くなり、外部磁界がある程度強くなる
とに示すように磁気抵抗Ｒは飽和値に達し、所謂、プ
ラトーが存在する。さらに外部磁界の強さを増すと、今
度はに示すように磁気抵抗Ｒが除々に低下する。
【００７２】次にＹ2 方向の外部磁界の強さを除々に弱
めていくとに示すように磁気抵抗Ｒが除々に高くな
り、外部磁界が零のとき磁気抵抗ＲがＲS の値を示し、
次に外部磁界の方向をＹ1 方向に変えて外部磁界の強さ
を除々に強めていくとに示すように磁気抵抗Ｒはさら
に高くなり、外部磁界がある程度強くなるとに示すよ
うに磁気抵抗Ｒは飽和値に達し、所謂、プラトーが存在
する。さらに外部磁界の強さを増すと、今度はに示す
ように磁気抵抗Ｒが除々に低下するという特性を有して
いる。
めていくとに示すように磁気抵抗Ｒが除々に高くな
り、外部磁界が零のとき磁気抵抗ＲがＲS の値を示し、
次に外部磁界の方向をＹ1 方向に変えて外部磁界の強さ
を除々に強めていくとに示すように磁気抵抗Ｒはさら
に高くなり、外部磁界がある程度強くなるとに示すよ
うに磁気抵抗Ｒは飽和値に達し、所謂、プラトーが存在
する。さらに外部磁界の強さを増すと、今度はに示す
ように磁気抵抗Ｒが除々に低下するという特性を有して
いる。
【００７３】これらの特性図において、実線で示した領
域は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果がほ
ぼ直線的でしかも実質的に５エルステツド以下の保磁力
を有する領域を指している。一方、点線で示した領域
は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果が非可
逆的である領域を指している。
域は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果がほ
ぼ直線的でしかも実質的に５エルステツド以下の保磁力
を有する領域を指している。一方、点線で示した領域
は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果が非可
逆的である領域を指している。
【００７４】同図に示しているように、磁性膜の巨大磁
気抵抗効果が５エルステツド以下の保磁力を有する領域
での比抵抗の変化の最大値を（Δρ）とし、その比抵抗
の飽和値を（ρA F −ρF ）とした場合、両者の比率｜
Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜は実用上１／１０以上、好ま
しくは１／４以上、さらに好ましくは１／３以上、さら
に好ましくは１／２以上、さらにはほぼ１であるのが好
ましい。｜Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜が１であるという
ことは、（Δρ）≒（ρA F −ρF ）ということ、換言
するならば図１３に示されているように磁性膜の巨大磁
気抵抗効果が保磁力５エルステツド以下となる領域での
比抵抗の変化の最大値（Δρ）がその比抵抗の飽和値
（ρA F −ρF ）に達していることを意味している。
気抵抗効果が５エルステツド以下の保磁力を有する領域
での比抵抗の変化の最大値を（Δρ）とし、その比抵抗
の飽和値を（ρA F −ρF ）とした場合、両者の比率｜
Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜は実用上１／１０以上、好ま
しくは１／４以上、さらに好ましくは１／３以上、さら
に好ましくは１／２以上、さらにはほぼ１であるのが好
ましい。｜Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜が１であるという
ことは、（Δρ）≒（ρA F −ρF ）ということ、換言
するならば図１３に示されているように磁性膜の巨大磁
気抵抗効果が保磁力５エルステツド以下となる領域での
比抵抗の変化の最大値（Δρ）がその比抵抗の飽和値
（ρA F −ρF ）に達していることを意味している。
【００７５】このように｜Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜が
１に近づくということは、磁性膜の巨大磁気抵抗効果が
実質的にヒステリシスを示さない外部磁界の範囲が広く
なるということで、積層磁性膜の感磁領域が拡張するこ
とを意味している。
１に近づくということは、磁性膜の巨大磁気抵抗効果が
実質的にヒステリシスを示さない外部磁界の範囲が広く
なるということで、積層磁性膜の感磁領域が拡張するこ
とを意味している。
【００７６】磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜
とを一層ずつ交互に、あるとは複数層毎に交互に積層し
て積層磁性膜を構成する場合、磁気的にハードな膜のネ
ツト（全体して）の磁気モーメントを磁気的にソフトな
膜のネツト（全体して）の磁気モーメントよりも小さく
する方が好ましい。
とを一層ずつ交互に、あるとは複数層毎に交互に積層し
て積層磁性膜を構成する場合、磁気的にハードな膜のネ
ツト（全体して）の磁気モーメントを磁気的にソフトな
膜のネツト（全体して）の磁気モーメントよりも小さく
する方が好ましい。
【００７７】このように磁気的にハードな膜とソフトな
膜との間おいて磁気モーメントに差をつける具体的な手
段の一例として、例えば図１４に示すように、磁気的に
ハードな膜７とソフトな膜５との間に介在膜６を介し
て、あるいは介さずして積層したものにおいて、磁気的
にハードな膜７の磁化の方向が積層方向において交互に
反対になつている。このようにすれば、磁気的にハード
な膜７どうしで互いにキヤンセルし合い、積層磁性膜と
してみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツトの磁
気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも小さく
することができる。
膜との間おいて磁気モーメントに差をつける具体的な手
段の一例として、例えば図１４に示すように、磁気的に
ハードな膜７とソフトな膜５との間に介在膜６を介し
て、あるいは介さずして積層したものにおいて、磁気的
にハードな膜７の磁化の方向が積層方向において交互に
反対になつている。このようにすれば、磁気的にハード
な膜７どうしで互いにキヤンセルし合い、積層磁性膜と
してみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツトの磁
気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも小さく
することができる。
【００７８】具体的な手段の他の例として、磁気的にハ
ードな膜をフエリ磁性体で構成することにより、積層磁
性膜としてみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツ
トの磁気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも
小さくすることができる。
ードな膜をフエリ磁性体で構成することにより、積層磁
性膜としてみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツ
トの磁気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも
小さくすることができる。
【００７９】本発明において２層以上の磁気的にハード
な膜を有する積層磁性膜において、第１のハードな膜と
第２のハードな膜との材料を違わせることもできる。こ
の例として例えば第１のハードな膜をＣｏで構成し、第
２のハードな膜をＣｏ−Ｃｒ合金で構成するか、第１，
第２のハードな膜をともにＣｏ−Ｃｒ合金で構成して、
その合金中のＣｒの含有率を０を超え約３０重量％の範
囲で異ならしめるか、第１のハードな膜と第２のハード
な膜とを全く別の磁性材料で構成する。
な膜を有する積層磁性膜において、第１のハードな膜と
第２のハードな膜との材料を違わせることもできる。こ
の例として例えば第１のハードな膜をＣｏで構成し、第
２のハードな膜をＣｏ−Ｃｒ合金で構成するか、第１，
第２のハードな膜をともにＣｏ−Ｃｒ合金で構成して、
その合金中のＣｒの含有率を０を超え約３０重量％の範
囲で異ならしめるか、第１のハードな膜と第２のハード
な膜とを全く別の磁性材料で構成する。
【００８０】また２層以上の磁気的にハードな膜を有す
る積層磁性膜において、図１５に示すように第１のハー
ドな膜Ｈ（１）の膜厚をｔH 1 、磁化の強さをＩM 1 と
し、第２のハードな膜Ｈ（２）の膜厚をｔM 2 、磁化の
強さをＩM 2 とした場合、第１のハードな膜Ｈ（１）の
膜厚ｔM 1 と磁化の強さＩM 1 の積と、第２のハードな
膜Ｈ（２）の膜厚ｔH 2 、磁化の強さＩM 2 の積がほぼ
等しくなる（ｔM 1 ・ＩM 1 ≒ｔM 2 ・ＩM 2 ）ように
設計すればよい。
る積層磁性膜において、図１５に示すように第１のハー
ドな膜Ｈ（１）の膜厚をｔH 1 、磁化の強さをＩM 1 と
し、第２のハードな膜Ｈ（２）の膜厚をｔM 2 、磁化の
強さをＩM 2 とした場合、第１のハードな膜Ｈ（１）の
膜厚ｔM 1 と磁化の強さＩM 1 の積と、第２のハードな
膜Ｈ（２）の膜厚ｔH 2 、磁化の強さＩM 2 の積がほぼ
等しくなる（ｔM 1 ・ＩM 1 ≒ｔM 2 ・ＩM 2 ）ように
設計すればよい。
【００８１】前述したこれらの実施例では介在膜を介し
て、例えばＣｏなどの磁気的にハードな膜と、例えばＮ
ｉ−Ｆｅ合金などの磁気的にソフトな膜とを交互に積層
したが（Ｈ−Ｓ−Ｈ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ）、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば図１６に示すよう
に膜厚の異なる介在膜６を介して、磁気的にソフトな膜
５のみを順次積層して（Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｓ）積層磁
性膜を構成することもできる。
て、例えばＣｏなどの磁気的にハードな膜と、例えばＮ
ｉ−Ｆｅ合金などの磁気的にソフトな膜とを交互に積層
したが（Ｈ−Ｓ−Ｈ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ）、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば図１６に示すよう
に膜厚の異なる介在膜６を介して、磁気的にソフトな膜
５のみを順次積層して（Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｓ）積層磁
性膜を構成することもできる。
【００８２】また図１７に示すように、積層磁性膜のう
ちの一層を磁気的にハードな膜７で構成し、他を磁気的
にソフトな膜５で構成するか（Ｈ−Ｓ−……−Ｓ−
Ｓ）、あるいはソフトな膜５の何層か毎にハードな膜７
を介在すると（Ｈ−Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ−Ｓ−Ｓ−…
…−Ｓ−Ｓ−Ｈ）、ソフトな膜５の間の磁気的相互作用
を交互に安定した状態で強磁性的、反強磁性的にするこ
とができる。なお、このような構成の場合、前記磁気的
にハードな膜７の一層は積層磁性膜の外側付近にある方
がよい。
ちの一層を磁気的にハードな膜７で構成し、他を磁気的
にソフトな膜５で構成するか（Ｈ−Ｓ−……−Ｓ−
Ｓ）、あるいはソフトな膜５の何層か毎にハードな膜７
を介在すると（Ｈ−Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ−Ｓ−Ｓ−…
…−Ｓ−Ｓ−Ｈ）、ソフトな膜５の間の磁気的相互作用
を交互に安定した状態で強磁性的、反強磁性的にするこ
とができる。なお、このような構成の場合、前記磁気的
にハードな膜７の一層は積層磁性膜の外側付近にある方
がよい。
【００８３】なお、前記磁気的にハードな膜７を、例え
ばニツケル酸化物などの反強磁性膜とパーマロイなどの
磁気的にソフトな膜との複合膜で構成するか、あるいは
フエリ磁性体で構成するとよい。
ばニツケル酸化物などの反強磁性膜とパーマロイなどの
磁気的にソフトな膜との複合膜で構成するか、あるいは
フエリ磁性体で構成するとよい。
【００８４】前述のような（Ｈ−Ｓ−Ｈ−Ｓ−……−Ｓ
−Ｈ），（Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｓ），（Ｈ−Ｓ−……−
Ｓ−Ｓ）ならびに（Ｈ−Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ−Ｓ−Ｓ
−……−Ｓ−Ｓ−Ｈ）の膜の組み合わせに関わりなく、
相隣る磁性膜において第１の磁性膜Ｍ1 の比抵抗をρ
1 , 膜厚をｔM 1 、第２の磁性膜Ｍ2 の比抵抗をρ2 ,
膜厚をｔM 2 とした場合、（ρ1 ・ｔM 1 ）／（ρ2 ・
ｔM 2 ）が０．１〜１０、好ましくは０．３〜３、さら
に好ましくは０．３〜１にするとよい。なおこれらの値
は、使用する磁性材料のバルク状態での値である。
−Ｈ），（Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｓ），（Ｈ−Ｓ−……−
Ｓ−Ｓ）ならびに（Ｈ−Ｓ−Ｓ−……−Ｓ−Ｈ−Ｓ−Ｓ
−……−Ｓ−Ｓ−Ｈ）の膜の組み合わせに関わりなく、
相隣る磁性膜において第１の磁性膜Ｍ1 の比抵抗をρ
1 , 膜厚をｔM 1 、第２の磁性膜Ｍ2 の比抵抗をρ2 ,
膜厚をｔM 2 とした場合、（ρ1 ・ｔM 1 ）／（ρ2 ・
ｔM 2 ）が０．１〜１０、好ましくは０．３〜３、さら
に好ましくは０．３〜１にするとよい。なおこれらの値
は、使用する磁性材料のバルク状態での値である。
【００８５】図２１は、積層磁性膜のさらに他の実施例
を示す図で、この実施例では第１のソフトな膜５ａと、
それと隣接している第１のハードな膜７ａの間には介在
膜は介在されていない。そして前記第１のハードな膜７
ａと次の第２のソフトな膜５ｂとの間には介在膜６が介
在され、この第２のソフトな膜５ｂと第２のハードな膜
７ｂの間にはこの実施例では介在膜６が介在されている
が、必ずしも必要ではない。すなわちこの実施例は、強
磁性的あるいは反強磁性的にカツプリングさせる磁性膜
間に介在膜を介在した例を示している。
を示す図で、この実施例では第１のソフトな膜５ａと、
それと隣接している第１のハードな膜７ａの間には介在
膜は介在されていない。そして前記第１のハードな膜７
ａと次の第２のソフトな膜５ｂとの間には介在膜６が介
在され、この第２のソフトな膜５ｂと第２のハードな膜
７ｂの間にはこの実施例では介在膜６が介在されている
が、必ずしも必要ではない。すなわちこの実施例は、強
磁性的あるいは反強磁性的にカツプリングさせる磁性膜
間に介在膜を介在した例を示している。
【００８６】なお、前記実施例ではＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ／
Ｃｏ系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Ｆｅ／Ｃｒ系，Ａｇ／Ｃ
ｏ系，Ｎｉ／Ａｇ系，Ｆｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｆｅ系，Ｃｏ
／Ｃｕ系，Ｃｕ／Ｃｏ系／Ｃｕ／Ｎｉ−Ｆｅ系、あるい
はこれらの金属を主成分とする合金系などのような材料
を使用することも可能である。
Ｃｏ系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Ｆｅ／Ｃｒ系，Ａｇ／Ｃ
ｏ系，Ｎｉ／Ａｇ系，Ｆｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｆｅ系，Ｃｏ
／Ｃｕ系，Ｃｕ／Ｃｏ系／Ｃｕ／Ｎｉ−Ｆｅ系、あるい
はこれらの金属を主成分とする合金系などのような材料
を使用することも可能である。
【００８７】図２２は、前記磁気ヘツドを使用した磁気
記録・再生装置の一例を示す概略構成図である。
記録・再生装置の一例を示す概略構成図である。
【００８８】同図に示すようにベース１００上にはスピ
ンドル１０１が回転自在に支持され、それには軸方向に
所定の間隔をおいて複数枚の磁気デイスク１０２が固定
されている。この磁気デイスク１０２は周知のように非
磁性体からなる基板と、その基板上に形成された磁性膜
とから構成されている。
ンドル１０１が回転自在に支持され、それには軸方向に
所定の間隔をおいて複数枚の磁気デイスク１０２が固定
されている。この磁気デイスク１０２は周知のように非
磁性体からなる基板と、その基板上に形成された磁性膜
とから構成されている。
【００８９】各磁気デイスク１０２は、前記スピンドル
１０１ならびに変速手段１０３を介して駆動モータ１０
４で回転される。ボイスモータ制御回路１０５からの制
御電流がマグネツト１０６内に設置されているボイスコ
イル１０７に流れ、マグネツト１０６による磁界と前記
制御電流の作用でボイスコイルモータを構成し、そして
このボイスコイルモータはキヤリツジ１０８を所定の方
向に移動する。
１０１ならびに変速手段１０３を介して駆動モータ１０
４で回転される。ボイスモータ制御回路１０５からの制
御電流がマグネツト１０６内に設置されているボイスコ
イル１０７に流れ、マグネツト１０６による磁界と前記
制御電流の作用でボイスコイルモータを構成し、そして
このボイスコイルモータはキヤリツジ１０８を所定の方
向に移動する。
【００９０】このキヤリツジ１０８には、データ用の磁
気ヘツド１０９と位置決め用の磁気ヘツド１１０が一体
に取り付けられている。このデータ用の磁気ヘツド１０
９はライト／リード回路１１１に接続され、磁気デイス
ク１０２との間で信号の授受を行い、磁気デイスク１０
２への情報の書き込みあるいは磁気デイスク１０２から
の情報の読み出しが可能である。このライト／リード回
路１１１は、インターフエース１１２を介して他の上位
装置１１３に接続される。このデータ用の磁気ヘツド１
０９の情報読取部あるいは情報書込部に図１に示すよう
な形で前記積層磁性膜が用いられる。
気ヘツド１０９と位置決め用の磁気ヘツド１１０が一体
に取り付けられている。このデータ用の磁気ヘツド１０
９はライト／リード回路１１１に接続され、磁気デイス
ク１０２との間で信号の授受を行い、磁気デイスク１０
２への情報の書き込みあるいは磁気デイスク１０２から
の情報の読み出しが可能である。このライト／リード回
路１１１は、インターフエース１１２を介して他の上位
装置１１３に接続される。このデータ用の磁気ヘツド１
０９の情報読取部あるいは情報書込部に図１に示すよう
な形で前記積層磁性膜が用いられる。
【００９１】一方、前記位置決め用の磁気ヘツド１１０
はボイスモータ制御回路１０５に接続され、磁気デイス
ク１０２に対する磁気ヘツドの位置を光学的あるいは磁
気的に検出して、その位置情報をボイスモータ制御回路
１０５に入力することにより、磁気デイスク１０２に対
するデータ用の磁気ヘツド１０９のトラツキングサーボ
がなされる。
はボイスモータ制御回路１０５に接続され、磁気デイス
ク１０２に対する磁気ヘツドの位置を光学的あるいは磁
気的に検出して、その位置情報をボイスモータ制御回路
１０５に入力することにより、磁気デイスク１０２に対
するデータ用の磁気ヘツド１０９のトラツキングサーボ
がなされる。
【００９２】
【発明の効果】本発明は前述のように、介在膜が、遷移
金属と、その遷移金属を余り固溶させない、すなわちそ
の遷移金属とヘテロジニスな混合体を形成しやすい物質
とを含み、適当な厚さ（通常、介在膜の厚さを０から次
第に厚くしていくと磁性膜間の相互作用は、強磁性的→
反強磁性的→強磁性的 というように周期的に変化す
る）、すなわち単独では反強磁性的な相互作用をする厚
さとし、その介在膜を、遷移金属と、遷移金属とヘテロ
ジニスな混合体を形成しやすい物質との混合物で構成
し、これを通じて強磁性的相互作用を生じさせ、前記反
強磁性的相互作用を相殺するようにする。
金属と、その遷移金属を余り固溶させない、すなわちそ
の遷移金属とヘテロジニスな混合体を形成しやすい物質
とを含み、適当な厚さ（通常、介在膜の厚さを０から次
第に厚くしていくと磁性膜間の相互作用は、強磁性的→
反強磁性的→強磁性的 というように周期的に変化す
る）、すなわち単独では反強磁性的な相互作用をする厚
さとし、その介在膜を、遷移金属と、遷移金属とヘテロ
ジニスな混合体を形成しやすい物質との混合物で構成
し、これを通じて強磁性的相互作用を生じさせ、前記反
強磁性的相互作用を相殺するようにする。
【００９３】このようにすることにより、実質的には、
両磁性膜間に磁気的相互作用がほとんどない状態を実現
して、各磁性膜内の磁化が独立に振る舞えるようにな
る。かくして、磁性膜のうちの少なくともいずれか１つ
を軟磁気特性に優れた材料で構成すれば、微弱な印加磁
界でも十分に反応する巨大磁気抵抗効果膜を得ることが
できる。よつて高磁界感度の積層磁性膜ならびに磁気ヘ
ツド（磁気記録・再生装置）を提供することができる。
両磁性膜間に磁気的相互作用がほとんどない状態を実現
して、各磁性膜内の磁化が独立に振る舞えるようにな
る。かくして、磁性膜のうちの少なくともいずれか１つ
を軟磁気特性に優れた材料で構成すれば、微弱な印加磁
界でも十分に反応する巨大磁気抵抗効果膜を得ることが
できる。よつて高磁界感度の積層磁性膜ならびに磁気ヘ
ツド（磁気記録・再生装置）を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る磁気ヘツドの斜視
図である。
図である。
【図２】その磁気ヘツドに使用する積層磁性膜の拡大断
面図である。
面図である。
【図３】その積層磁性膜における各膜の磁界の印加方向
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図４】その積層磁性膜の使用態様を説明するための説
明図である。
明図である。
【図５】第２の実施例に係る積層磁性膜の拡大断面図で
ある。
ある。
【図６】その積層磁性膜における各膜の製膜直後、強磁
界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方向ならびに
磁化の方向を示す説明図である。
界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方向ならびに
磁化の方向を示す説明図である。
【図７】数式を表す図である。
【図８】式中の具体的数値と式を表す図である。
【図９】第３の実施例に係る積層磁性膜の拡大断面図で
ある。
ある。
【図１０】数式を表す図である。
【図１１】第３の実施例に係る磁気ヘツドの電気回路図
である。
である。
【図１２】本発明の実施例に係る積層磁性膜のＨ−Ｒ特
性図である。
性図である。
【図１３】本発明の実施例に係る積層磁性膜のＨ−Ｒ特
性図である。
性図である。
【図１４】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図１５】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図１６】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図１７】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図１８】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図１９】積層磁性膜の磁束−磁界特性図である。
【図２０】積層磁性膜の磁束−磁界特性図である。
【図２１】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図２２】本発明の実施例に係る磁気記録・再生装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
１ 積層磁性膜 ４ 多層膜 ５ ソフト膜 ６、８ 介在膜 ７ ハード膜 ９、１２、１５ 最小単位積層体 １３ 電気的絶縁膜 １０２ 磁気デイスク １０４ 駆動モータ １０５ ボイスモータ制御回路 １０６ マグネツト １０７ ボイスコイル １０８ キヤリツジ １０９ データ用磁気ヘツド １１０ 位置決め用磁気ヘツド １１１ ライト／リード回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (33)
- 【請求項１】 少なくとも、２層以上の磁性膜が介在膜
を介して積層された積層磁性膜において、 前記介在膜が、遷移金属と、その遷移金属とヘテロジニ
アスな混合体を形成しやすい物質とを含有していること
を特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項２】 前記遷移金属がＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉのグループから選択された少なくとも１種の金
属で、 その遷移金属とヘテロジニアスな混合体を形成しやすい
物質が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉ
ｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｇｅ，Ｔａ，Ｗ，Ｂｉのグループから
選択された少なくとも１種の金属であることを特徴とす
る請求項１記載の積層磁性膜。 - 【請求項３】 前記磁性膜の少なくとも１層が磁気的な
ハードな膜で、他を磁気的にソフトな膜で構成されてい
ることを特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項４】 磁気的なハードな膜と磁気的なソフトな
膜とが交互に積層されていることを特徴とする請求項１
または請求項２記載の積層磁性膜。 - 【請求項５】 少なくとも、第１の磁性膜と第２の磁性
膜との間に第１の介在膜が介在され、前記第２の磁性膜
と第３の磁性膜との間に第２の介在膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記各磁性膜が磁気的にソフトな膜で構成されていると
ともに、前記第１の介在膜の膜厚ｔ1 と第２の介在膜の
膜厚ｔ2 とが等しくない（ｔ1 ≠ｔ2 但し、中間膜の膜
厚ｔは０を含む）ことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の積層磁性膜。 - 【請求項６】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安
定方向が±０°〜±９０°の範囲で交差していることを
特徴とする請求項５記載の積層磁性膜。 - 【請求項７】 少なくとも、第１の磁性膜と第２の磁性
膜との間に第１の介在膜が介在され、前記第２の磁性膜
と第３の磁性膜との間に第２の介在膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記第１の介在膜と第２の介在膜とが互いに異なる材料
で構成されていることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の積層磁性膜。 - 【請求項８】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安
定方向が±０°〜±９０°の範囲で交差していることを
特徴とする請求項７記載の積層磁性膜。 - 【請求項９】 前記第１の介在膜の膜厚ｔ1 と第２の介
在膜の膜厚ｔ2 とが等しくない（ｔ1 ≠ｔ2 但し、介在
膜の膜厚ｔは０を含む）ことを特徴とする請求項７記載
の積層磁性膜。 - 【請求項１０】 磁気的にハードな膜を含む３層以上の
磁性膜が介在膜を介して積層してなる積層磁性膜におい
て、 相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安定方向が±０°〜±
９０°の範囲で交差し、それら積層体の最上層、最下層
の少なくともどちらかの膜が磁気的にハードな膜で構成
され、かつ積層された磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の積層
磁性膜。 - 【請求項１１】 前記積層磁性膜が主に磁気的にソフト
な膜の積層体から構成されていることを特徴とする請求
項１０記載の積層磁性膜。 - 【請求項１２】 少なくとも、第１の磁性膜と第２の磁
性膜との間に第１の介在膜が介在され、前記第２の磁性
膜と第３の磁性膜との間に第２の介在膜が介在されて各
磁性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記第１の介在膜の膜厚ｔ1 と第２の介在膜の膜厚ｔ2
とが等しくなく（ｔ1≠ｔ2 但し、介在膜の膜厚ｔは０
を含む）、かつ前記各磁性膜が磁気的にソフトな膜で構
成され、その積層された磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有
することを特徴とする請求項１または２記載の積層磁性
膜。 - 【請求項１３】 前記第１の介在膜と第２の介在膜とが
互いに異なる材料で構成されていることを特徴とする請
求項１２記載の積層磁性膜。 - 【請求項１４】 前記積層された磁性膜の印加交番磁界
に対する巨大磁気抵抗効果が実質的にヒステリシスを示
さないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
積層磁性膜。 - 【請求項１５】 前記巨大磁気抵抗効果が、５エルステ
ッド以下の保磁力を有することを特徴とする請求項１４
記載の積層磁性膜。 - 【請求項１６】 前記積層された磁性膜の印加交番磁界
に対する比抵抗に飽和値が存在することを特徴とする請
求項１４記載の積層磁性膜。 - 【請求項１７】 前記磁性膜の巨大磁気抵抗効果が実質
的にヒステリシスを示さない範囲での比抵抗の変化の最
大値（Δρ）と、その比抵抗の前記飽和値（ρA F −ρ
F ）との比率｜Δρ｜／｜ρA F −ρF ｜が１／１０以
上であることを特徴とする請求項１４記載の積層磁性
膜。 - 【請求項１８】 前記磁性膜の巨大磁気抵抗効果が５エ
ルステッド以下の保磁力を有する範囲での比抵抗の変化
の最大値（Δρ）が、その比抵抗の前記飽和値（ρA F
−ρF ）とほぼ同じである（｜Δρ｜≒｜ρA F −ρF
｜）ことを特徴とする請求項１４記載の積層磁性膜。 - 【請求項１９】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な
安定方向が±０°〜±９０°の範囲で交差していること
を特徴とする請求項１４ないし請求項１８のうちのいず
れか１項記載の積層磁性膜。 - 【請求項２０】 前記磁性膜間の磁気的相互作用を交互
に強磁性的、反強磁性的にしたことを特徴とする請求項
１４ないし請求項１９のうちのいずれか１項記載の積層
磁性膜。 - 【請求項２１】 前記積層磁性膜のうち少なくとも１つ
の磁性膜が磁気的にハードな膜であることを特徴とする
請求項７ないし請求項９、請求項１４ないし請求項２０
のうちのいずれか１項記載の積層磁性膜。 - 【請求項２２】 前記磁気的にハードな膜が、反強磁性
膜と磁気的にソフトな膜の複合膜で構成されていること
を特徴とする請求項２１記載の積層磁性膜。 - 【請求項２３】 前記磁気的にハードな膜が、永久磁石
膜と磁気的にソフトな膜の複合膜で構成されていること
を特徴とする請求項２１記載の積層磁性膜。 - 【請求項２４】 前記磁気的にハードな膜が、フエリ磁
性体で構成されていることを特徴とする請求項２１記載
の積層磁性膜。 - 【請求項２５】 前記磁気的にハードな膜のネツトの磁
気モーメントをソフトな膜のネツトの磁気モーメントよ
りも小さくし、 かつ、ハードな膜とソフトな膜の磁化の実質的な安定方
向が±０°〜±９０°の範囲で交差していることを特徴
とする請求項１または請求項２記載の積層磁性膜。 - 【請求項２６】 前記積層磁性膜が、磁気的にソフトな
膜とハードな膜とが交互に積層されて構成されているこ
とを特徴とする請求項２５記載の積層磁性膜。 - 【請求項２７】 前記積層磁性膜に少なくとも２層の磁
気的にハードな膜が存在し、そのハードな膜が異なる材
料で構成されていることを特徴とする請求項２５記載の
積層磁性膜。 - 【請求項２８】 前記積層磁性膜に少なくとも２層の磁
気的にハードな膜が存在し、その第１のハードな膜の膜
厚ｔH 1 と磁化の強さＩH 1 の積の値と、第２のハード
な膜の膜厚ｔH 2 と磁化の強さＩH 2 の積の値とがほぼ
等しい（ｔH 1 ・ＩH 1 ≒ｔH 2 ・ＩH 2 ）ことを特徴
とする請求項２５記載の積層磁性膜。 - 【請求項２９】 第１の磁性膜における膜厚ｔM 1 とそ
れの比抵抗ρ1 との積（ｔM 1 ・ρ1 ）と、その第１の
磁性膜と相隣る第２の磁性膜における膜厚ｔM2とそれの
比抵抗ρ2 との積（ｔM 2 ・ρ2 ）の比（ｔM 1 ・
ρ1 ）／（ｔM 2・ρ2 ）が、０．１〜１０であること
を特徴とする請求項１ないし請求項２８のうちのいずれ
か１項の記載の積層磁性膜。 - 【請求項３０】 信号磁界と同一な方向に外部磁界を印
加すると磁束は外部磁界とともに大きくなる磁束−磁界
特性を有し、保磁力が５エルステツド以下となること、
又は前記方向と１８０°反対方向については外部磁界が
大きくなると前記磁束−磁界特性が前記同一方向の磁束
−磁界特性と同一でないことを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の積層磁性膜。 - 【請求項３１】 磁気的にソフトな膜、磁気的にハード
な膜及び介在膜との３種の界面のうち、少なくとも１種
の界面に窒化物、炭化物、硫化物、酸化物、半金属又は
高融点金属などからなる異種金属拡散防止膜を形成した
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の積層磁
性膜。 - 【請求項３２】 磁気記録媒体と対向して、その磁気記
録媒体に情報を書き込んだり、その磁気記録媒体に書き
込まれている情報を読み出したりする磁気ヘツドにおい
て、 その磁気ヘツドの情報書込部あるいは情報読出部に請求
項１、請求項７、請求項１０、請求項１２、請求項１
４、請求項２５のうちのいずれか１項記載の積層磁性膜
を用いたことを特徴とする磁気ヘツド。 - 【請求項３３】 磁気記録媒体を駆動する駆動手段と、 前記磁気記録媒体と対向してその磁気記録媒体に情報を
書き込んだり、その磁気記録媒体に書き込まれている情
報を読み出したりする磁気ヘツドと、 書き込むべき情報に対応した電気信号を前記磁気ヘツド
に送ったり、あるいは磁気ヘツドから送られてくる信号
を読み出す電気回路とを有する磁気記録・再生装置にお
いて、 前記磁気ヘツドの情報書込部あるいは情報読出部に請求
項１、請求項７、請求項１０、請求項１２、請求項１
４、請求項２５のうちのいずれか１項記載の積層磁性膜
を用いたことを特徴とする磁気記録・再生装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210320A JPH0661050A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
| EP93105817A EP0565102A2 (en) | 1992-04-10 | 1993-04-08 | Magnetic laminations and magnetic heads and magnetic recording/reproducing devices using a magnetic lamination |
| US08/044,486 US5639547A (en) | 1992-04-10 | 1993-04-09 | Magnetic heads and magnetic recording reproducing devices using magnetic laminations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210320A JPH0661050A (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661050A true JPH0661050A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16587479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210320A Withdrawn JPH0661050A (ja) | 1992-04-10 | 1992-08-06 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661050A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007088711A1 (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Kyoto University | 強磁性細線 |
| JP2007235119A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Kyoto Univ | 強磁性細線 |
| US7360302B2 (en) | 2002-10-18 | 2008-04-22 | Yamaha Corporation | Manufacturing method of a magnetic sensor |
| CN100389506C (zh) * | 2006-01-06 | 2008-05-21 | 西北工业大学 | 锰氧化物异质薄膜及其制备方法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4210320A patent/JPH0661050A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7360302B2 (en) | 2002-10-18 | 2008-04-22 | Yamaha Corporation | Manufacturing method of a magnetic sensor |
| US7362548B2 (en) | 2002-10-18 | 2008-04-22 | Yamaha Corporation | Magnetic sensor and manufacturing method therefor |
| CN100389506C (zh) * | 2006-01-06 | 2008-05-21 | 西北工业大学 | 锰氧化物异质薄膜及其制备方法 |
| WO2007088711A1 (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-09 | Kyoto University | 強磁性細線 |
| JP2007235119A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-09-13 | Kyoto Univ | 強磁性細線 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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