JPH07118061B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
- Publication number
- JPH07118061B2 JPH07118061B2 JP18904989A JP18904989A JPH07118061B2 JP H07118061 B2 JPH07118061 B2 JP H07118061B2 JP 18904989 A JP18904989 A JP 18904989A JP 18904989 A JP18904989 A JP 18904989A JP H07118061 B2 JPH07118061 B2 JP H07118061B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強磁性磁気抵抗効果を利用して磁気記憶媒体に
書き込まれた磁気的情報を、読みだす強磁性磁気抵抗効
果素子（以下、MR素子と略す）を具備した磁気抵抗効果
ヘッド（以下、MRヘッドと略す）に関するものである。
書き込まれた磁気的情報を、読みだす強磁性磁気抵抗効
果素子（以下、MR素子と略す）を具備した磁気抵抗効果
ヘッド（以下、MRヘッドと略す）に関するものである。
周知のようにMR素子を、磁気記憶媒体に書き込まれた磁
気的情報に対して線形応答性を呈する高効率の再生用ヘ
ッドとして使用する場合には、MR素子に流すセンス電流
ＩとMR素子の磁化Ｍのなす角度θ（以下、バイアス角度
という）を所定の値（望ましくは45度）に設定するバイ
アス手段を具備しなければならない。
気的情報に対して線形応答性を呈する高効率の再生用ヘ
ッドとして使用する場合には、MR素子に流すセンス電流
ＩとMR素子の磁化Ｍのなす角度θ（以下、バイアス角度
という）を所定の値（望ましくは45度）に設定するバイ
アス手段を具備しなければならない。
上述のバイアス手段としては種々の方法が開示されてい
る。米国特許第3864751号には軟磁性バイアス補助層とM
R素子が絶縁層を挾んで積層された構造が開示されてい
る。この例においては、MR素子にセンス電流を供給して
軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性バイ
アス補助層が発生する磁界でMR素子にバイアス磁界を印
加する方法が示されている。
る。米国特許第3864751号には軟磁性バイアス補助層とM
R素子が絶縁層を挾んで積層された構造が開示されてい
る。この例においては、MR素子にセンス電流を供給して
軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性バイ
アス補助層が発生する磁界でMR素子にバイアス磁界を印
加する方法が示されている。
また、他のバイアス手段として実開昭60−159518号公報
には、非晶質軟磁性バイアス補助層とMR素子とが非磁性
導体層を挾んで積層された構造が開示されている。この
構成では、非晶質軟磁性バイアス補助層の比抵抗がMR素
子の比抵抗に比較して著しく高いので、センス電流の大
部分がMR素子を流れ、実効的に非晶質軟磁性バイアス補
助層とMR素子が絶縁されている構成と同等のバイアス効
果が得られる。更に、このバイアス方法では、非晶質軟
磁性バイアス補助層とMR素子の絶縁を保つ必要がないた
め、非磁性導体層の膜厚を薄くしたコンパクトな磁気抵
抗効果ヘッドが形成される。
には、非晶質軟磁性バイアス補助層とMR素子とが非磁性
導体層を挾んで積層された構造が開示されている。この
構成では、非晶質軟磁性バイアス補助層の比抵抗がMR素
子の比抵抗に比較して著しく高いので、センス電流の大
部分がMR素子を流れ、実効的に非晶質軟磁性バイアス補
助層とMR素子が絶縁されている構成と同等のバイアス効
果が得られる。更に、このバイアス方法では、非晶質軟
磁性バイアス補助層とMR素子の絶縁を保つ必要がないた
め、非磁性導体層の膜厚を薄くしたコンパクトな磁気抵
抗効果ヘッドが形成される。
ところで、前述の構造、即ちMR素子、非磁性導体層及び
バイアス補助層を積層した構造を有するMRヘッドにおい
ては、バイアス補助層の特性として、飽和磁束密度が比
較的大きく、MR素子に比べて磁気抵抗変化率が小さく、
比抵抗が大きく、更に軟磁気特性に優れていることが要
求される（ザ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
ックス、The Journal of Applied Physics、1988年、63
巻、4023ページ）。このため、従来バイアス補助層とし
てはCoZr,CoZrNb,CoZrMo,CoZrTa,CoTa等の非晶質軟磁性
材料が用いられていた。
バイアス補助層を積層した構造を有するMRヘッドにおい
ては、バイアス補助層の特性として、飽和磁束密度が比
較的大きく、MR素子に比べて磁気抵抗変化率が小さく、
比抵抗が大きく、更に軟磁気特性に優れていることが要
求される（ザ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジ
ックス、The Journal of Applied Physics、1988年、63
巻、4023ページ）。このため、従来バイアス補助層とし
てはCoZr,CoZrNb,CoZrMo,CoZrTa,CoTa等の非晶質軟磁性
材料が用いられていた。
しかし、この場合には非晶質材料の熱的不安定に起因す
る磁気特性の劣化が生じる。即ち、磁気ヘッドとしての
動作時に、MRヘッドには常時センス電流が流れているた
め、電気抵抗によってMRヘッド部の温度が上昇する。こ
のような状態で長期間使用していると非晶質軟磁性材料
の磁気特性が次第に劣化して異方性磁界が増加し、非晶
質軟磁性体層の磁化が充分に回転せず、良好なバイアス
レベルを実現できなかった。このため、MRヘッドの線形
応答性が損なわれ再生効率が低下するという問題があっ
た。
る磁気特性の劣化が生じる。即ち、磁気ヘッドとしての
動作時に、MRヘッドには常時センス電流が流れているた
め、電気抵抗によってMRヘッド部の温度が上昇する。こ
のような状態で長期間使用していると非晶質軟磁性材料
の磁気特性が次第に劣化して異方性磁界が増加し、非晶
質軟磁性体層の磁化が充分に回転せず、良好なバイアス
レベルを実現できなかった。このため、MRヘッドの線形
応答性が損なわれ再生効率が低下するという問題があっ
た。
本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし、長期信頼
性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効果ヘッドを提供す
ることにある。
性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効果ヘッドを提供す
ることにある。
上記目的を達成するため、本発明による磁気抵抗効果ヘ
ッドにおいては、強磁性磁気抵抗効果素子と軟磁性体層
とが非磁性導体層を介して積層された構造を有し、前記
軟磁性体層がFeまたはFeを主成分とする合金とSiO2又は
SiO2を主成分とする絶縁体との積層膜からなるものであ
る。
ッドにおいては、強磁性磁気抵抗効果素子と軟磁性体層
とが非磁性導体層を介して積層された構造を有し、前記
軟磁性体層がFeまたはFeを主成分とする合金とSiO2又は
SiO2を主成分とする絶縁体との積層膜からなるものであ
る。
以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
第１図は本発明の原理を説明するための磁気抵抗効果ヘ
ッドの斜視図である。第１図に示したように、ガラス、
フェライト等からなる表面の滑らかな絶縁性基板１上に
FeまたはFeを主成分とする合金とSiO2又はSiO2を主成分
とする絶縁体との積層膜からなる軟磁性層（バイアス補
助層）２を２基のターゲットを持つスパッタリング法又
は２基の蒸発源を持つ真空蒸着法で蒸発させ、２基の蒸
発源のシャッターを交互に開閉したり、あるいは基板１
を、２基の蒸発源上を交互に通過させることによって形
成する。次に、前記軟磁性層２上にスパッタ法あるいは
蒸着法により、Ti,Mo,Cr,Ta等の非磁性導体層３を形成
する。更に、前記非磁性導体層３上にNiFe,NiCo等の強
磁性体からなるMR素子４を前記非磁性導体層３と同様の
方法で形成する。ここで５はMR素子4,非磁性導体層３に
通電するための端子である。
第１図は本発明の原理を説明するための磁気抵抗効果ヘ
ッドの斜視図である。第１図に示したように、ガラス、
フェライト等からなる表面の滑らかな絶縁性基板１上に
FeまたはFeを主成分とする合金とSiO2又はSiO2を主成分
とする絶縁体との積層膜からなる軟磁性層（バイアス補
助層）２を２基のターゲットを持つスパッタリング法又
は２基の蒸発源を持つ真空蒸着法で蒸発させ、２基の蒸
発源のシャッターを交互に開閉したり、あるいは基板１
を、２基の蒸発源上を交互に通過させることによって形
成する。次に、前記軟磁性層２上にスパッタ法あるいは
蒸着法により、Ti,Mo,Cr,Ta等の非磁性導体層３を形成
する。更に、前記非磁性導体層３上にNiFe,NiCo等の強
磁性体からなるMR素子４を前記非磁性導体層３と同様の
方法で形成する。ここで５はMR素子4,非磁性導体層３に
通電するための端子である。
軟磁性バイアス補助層として、非晶質材料の代わりに結
晶性の合金材料を用いれば熱的不安定性は改善される
が、通常の合金材料は比抵抗がMR素子部に用いられてい
るNiFe合金,NiCo合金等と同程度であるため、センス電
流がバイアス補助層にも分流してしまい、ヘッドの再生
効率を低下させてしまう。また、Co,Ni等の元素を含む
材料は比較的大きな磁気抵抗変化を示すため、ノイズの
原因となる。本発明者らは以上の検討を含め、種々の金
属系軟磁性材料を蒸着法あるいはスパツタ法で薄膜化し
て特性を測定し、Fe/SiO2積層膜がバイアス補助層とし
て適していることを見いだした。
晶性の合金材料を用いれば熱的不安定性は改善される
が、通常の合金材料は比抵抗がMR素子部に用いられてい
るNiFe合金,NiCo合金等と同程度であるため、センス電
流がバイアス補助層にも分流してしまい、ヘッドの再生
効率を低下させてしまう。また、Co,Ni等の元素を含む
材料は比較的大きな磁気抵抗変化を示すため、ノイズの
原因となる。本発明者らは以上の検討を含め、種々の金
属系軟磁性材料を蒸着法あるいはスパツタ法で薄膜化し
て特性を測定し、Fe/SiO2積層膜がバイアス補助層とし
て適していることを見いだした。
Fe薄膜は飽和磁束密度が大きく、磁気抵抗効果も小さい
が、単層では比抵抗が小さく、充分な軟磁気特性が得ら
れないため、軟磁性バイアス層としては不適当である。
しかし、Fe薄膜を非磁性層と積層する軟磁気特性が大き
く改善される。このとき、非磁性層としてSiO2のような
電気的絶縁材料を用いると、積層膜全体の比抵抗が大き
くなり、軟磁性バイアス層に適した特性が得られる。さ
らに、Fe,SiO2積層膜は各層間の相互拡散が小さく、温
度上昇に対しても安定である。
が、単層では比抵抗が小さく、充分な軟磁気特性が得ら
れないため、軟磁性バイアス層としては不適当である。
しかし、Fe薄膜を非磁性層と積層する軟磁気特性が大き
く改善される。このとき、非磁性層としてSiO2のような
電気的絶縁材料を用いると、積層膜全体の比抵抗が大き
くなり、軟磁性バイアス層に適した特性が得られる。さ
らに、Fe,SiO2積層膜は各層間の相互拡散が小さく、温
度上昇に対しても安定である。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
ガラス基板１上に、Fe,SiO2の２基のターゲットを用い
たスパッタ法によりFe層、SiO2層の１層の厚さがそれぞ
れ50Åで、全体の厚さが300Åの積層膜からなるバイア
ス補助層２を形成した。次に、蒸着法を用いて、非磁性
導体となる膜厚200ÅのTi膜（非磁性導体層）３を前記
バイアス補助層２上に成膜した。この上に、同じく蒸着
法を用いてMR素子４となる膜厚400Åのパーマロイ（Ni8
2％−Fe18％ 重量％）膜を成膜した。尚、蒸着中には1
000eの磁界を永久磁石で印加し、パーマロイ膜上に一軸
異方性を付与した。その後、この積層体上に所定のフォ
トレジストパターンを形成し、Arガス雰囲気でイオンエ
ッチングを行い、長さ50μm,幅５μｍの矩形状のパター
ンに加工した。ついで、前述の積層体にセンス電流を供
給する端子５をTiとAuの積層膜を用いて形成し、これを
実施例とした。一方、バイアス補助層としてCoZrMo膜を
用いたMRヘッドを実施例とまったく同様にして作成して
これを比較例とした。
たスパッタ法によりFe層、SiO2層の１層の厚さがそれぞ
れ50Åで、全体の厚さが300Åの積層膜からなるバイア
ス補助層２を形成した。次に、蒸着法を用いて、非磁性
導体となる膜厚200ÅのTi膜（非磁性導体層）３を前記
バイアス補助層２上に成膜した。この上に、同じく蒸着
法を用いてMR素子４となる膜厚400Åのパーマロイ（Ni8
2％−Fe18％ 重量％）膜を成膜した。尚、蒸着中には1
000eの磁界を永久磁石で印加し、パーマロイ膜上に一軸
異方性を付与した。その後、この積層体上に所定のフォ
トレジストパターンを形成し、Arガス雰囲気でイオンエ
ッチングを行い、長さ50μm,幅５μｍの矩形状のパター
ンに加工した。ついで、前述の積層体にセンス電流を供
給する端子５をTiとAuの積層膜を用いて形成し、これを
実施例とした。一方、バイアス補助層としてCoZrMo膜を
用いたMRヘッドを実施例とまったく同様にして作成して
これを比較例とした。
以上実施例及び比較例のMRヘッドにセンス電流10mAを流
して10mAを流して外部磁界を印加し、磁気抵抗変化率を
測定した。次に上記２つのMRヘッドに10mAのセンス電流
を流して外部磁場に対する規格化感度を測定した。測定
開始直後の感度は２つのヘッドとも0.03/Oeとほぼ同じ
値であったが、そのままセンス電流を流し続け、時間に
よる感度の低下を測定した。測定結果を第２図に示す。
第２図から明らかなように、実施例によるMRヘッドは長
期間使用しても感度の低下が見られず、安定した性能を
有していることが分かる。
して10mAを流して外部磁界を印加し、磁気抵抗変化率を
測定した。次に上記２つのMRヘッドに10mAのセンス電流
を流して外部磁場に対する規格化感度を測定した。測定
開始直後の感度は２つのヘッドとも0.03/Oeとほぼ同じ
値であったが、そのままセンス電流を流し続け、時間に
よる感度の低下を測定した。測定結果を第２図に示す。
第２図から明らかなように、実施例によるMRヘッドは長
期間使用しても感度の低下が見られず、安定した性能を
有していることが分かる。
以上のように本発明の磁気抵抗効果ヘッドによれば、長
期信頼性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効果ヘッドを
得ることができる効果を有する。
期信頼性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効果ヘッドを
得ることができる効果を有する。
第１図は本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す斜視
図、第２図はMRヘッドの再生感度の時間変化を示す図で
ある。 １……非磁性基板、２……バイアス補助層 ３……非磁性導体層、４……磁気抵抗効果素子 ５……端子
図、第２図はMRヘッドの再生感度の時間変化を示す図で
ある。 １……非磁性基板、２……バイアス補助層 ３……非磁性導体層、４……磁気抵抗効果素子 ５……端子
Claims (1)
- 【請求項１】強磁性磁気抵抗効果素子と軟磁性体層とが
非磁性導体層を介して積層された構造を有し、前記軟磁
性体層がFeまたはFeを主成分とする合金とSiO2又はSiO2
を主成分とする絶縁体との積層膜からなることを特徴と
する磁気抵抗効果ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18904989A JPH07118061B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18904989A JPH07118061B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0354713A JPH0354713A (ja) | 1991-03-08 |
| JPH07118061B2 true JPH07118061B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=16234435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18904989A Expired - Fee Related JPH07118061B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118061B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09231523A (ja) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Nec Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| US10041732B2 (en) | 2016-10-14 | 2018-08-07 | Gala Industries, Inc. | Pellet dryer with outlet guidance plate |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP18904989A patent/JPH07118061B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354713A (ja) | 1991-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |