JPH07220243A - Magneto-resistance effect type thin-film magnetic head and its production - Google Patents

Magneto-resistance effect type thin-film magnetic head and its production

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JPH07220243A
JPH07220243A JP2740094A JP2740094A JPH07220243A JP H07220243 A JPH07220243 A JP H07220243A JP 2740094 A JP2740094 A JP 2740094A JP 2740094 A JP2740094 A JP 2740094A JP H07220243 A JPH07220243 A JP H07220243A
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JP
Japan
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film
thin film
magnetic
magnetoresistive
antiferromagnetic
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Application number
JP2740094A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiro Sugawara
伸浩 菅原
Hideo Suyama
英夫 陶山
Mineo Yorizumi
美根生 頼住
Junichi Sugawara
淳一 菅原
Norio Saito
憲男 斎藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To increase the recording density of a hard disk to >=2 times the current recording density and to stabilize reproducing operation by forming an antiferromagnetic film in contact with a part of a magneto-resistance effect magneto-sensitive part. CONSTITUTION:An MR element 6 is constituted by forming the MR magneto- sensitive part 14 laminated with a lower layer MR thin film 11 and an upper layer MR thin film 12 via a nonmagnetic film 13 on the antiferromagnetic film 15. The antiferromagnetic film 15 is in contact with the lower layer MR thin film 11. In such a case, magnetical coupling is formed between the lower layer MR thin film 11 and the upper layer MR thin film 12 and two layers of the MR thin films 11, 12 are respectively made into single domains. Movement of magnetic walls does not arise at the time of rotation of magnetization in the MR magneto-sensitive part 16 made into the single domains in such a manner and, therefore, the stable reproducing operation free from Barkhausen noises is obtd.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば小径ハードディ
スクから信号再生するのに好適な磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive thin film magnetic head suitable for reproducing a signal from, for example, a small-diameter hard disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】ハードディスク装置は、従来コンピュー
タの記憶装置等として汎用されている。近年コンピュー
タの分野においてはノート型パソコン等の可搬型コンピ
ュータが開発され、記憶装置となるハードディスク装置
においても、このような可搬型化に対応すべくさらなる
小型大容量化が求められるようになっている。そこで、
例えば、ディスクサイズを2.5インチにまで小径化
し、この場合にも十分な容量,特性が得られるべく研究
が進められている。
2. Description of the Related Art A hard disk device has been generally used as a storage device of a computer. In the field of computers in recent years, portable computers such as notebook computers have been developed, and even hard disk devices serving as storage devices are required to have smaller sizes and larger capacities in order to cope with such portable types. . Therefore,
For example, research has been conducted to reduce the disk size to 2.5 inches and obtain sufficient capacity and characteristics even in this case.

【0003】ディスクの小径化に際して問題になるの
は、ディスクの回転速度が同じである場合、媒体走行速
度はディスク径が小さくなる程遅くなり、磁気誘導型磁
気ヘッドでは媒体速度が遅くなると再生出力が小さくな
ることである。
A problem in reducing the diameter of a disk is that, when the disk rotation speed is the same, the medium running speed becomes slower as the disk diameter becomes smaller, and in the magnetic induction type magnetic head, when the medium speed becomes slower, reproduction output is performed. Is to be smaller.

【0004】すなわち、従来、ハードディスク装置の記
録再生ヘッドには、電磁誘導現象を利用した磁気誘導型
の磁気ヘッド(以下、インダクティブヘッドと称する)
が用いられている。このようなインダクティブヘッドに
よって情報信号を記録するには、磁気コアに記録信号に
対応した向きで電流を通電し、このとき起こる電磁誘導
現象によって発生した誘導磁界を媒体となるハードディ
スクに印加する。一方、再生を行うには、ハードディス
クからの漏洩磁束を磁気コアにて拾い、この磁束の時間
的変化で起こる電磁誘導現象によって発生した誘導電圧
の電圧変化を、信号変換する。
That is, in the past, as a recording / reproducing head of a hard disk device, a magnetic induction type magnetic head utilizing an electromagnetic induction phenomenon (hereinafter referred to as an inductive head).
Is used. To record an information signal with such an inductive head, an electric current is applied to the magnetic core in a direction corresponding to the recording signal, and an induction magnetic field generated by an electromagnetic induction phenomenon occurring at this time is applied to a hard disk serving as a medium. On the other hand, in order to reproduce, the magnetic flux leaking from the hard disk is picked up by the magnetic core, and the voltage change of the induced voltage generated by the electromagnetic induction phenomenon caused by the temporal change of the magnetic flux is converted into a signal.

【0005】ここで、このように電磁誘導現象によって
再生を行うための誘導電圧の大きさは、磁束の大きさで
はなく、磁束の時間的変化の割合に比例した値となる。
このため、媒体走行速度が余り遅くなると、再生に際す
る磁束の時間的変化が小さくなり、上記誘導電圧が小さ
くなる。このため、このような磁気誘導型磁気ヘッドで
は、媒体走行速度が遅くなると再生出力が小さくなり、
それ故にディスクの小径化が制限される。
Here, the magnitude of the induced voltage for reproducing by the electromagnetic induction phenomenon is not a magnitude of the magnetic flux but a value proportional to the rate of temporal change of the magnetic flux.
Therefore, if the medium traveling speed becomes too slow, the temporal change of the magnetic flux during reproduction becomes small, and the induced voltage becomes small. Therefore, in such a magnetic induction type magnetic head, when the medium traveling speed becomes slow, the reproduction output becomes small,
Therefore, the size reduction of the disk is limited.

【0006】そこで、近年、ハードディスク装置におい
ては、記録用ヘッドとしては上記インダクティブヘッド
を用いるが、再生用ヘッドには磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッド(以下、MRヘッドと称する)が使用されるよう
になっている。
Therefore, in recent years, in the hard disk drive, the inductive head is used as the recording head, but a magnetoresistive thin film magnetic head (hereinafter referred to as MR head) is used as the reproducing head. Has become.

【0007】このMRヘッドは、遷移金属に見られる磁
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果現象を利用した再
生ヘッドであり、磁気抵抗効果を有する磁性薄膜(以
下、MR薄膜と称する)を有して構成される。
This MR head is a reproducing head that utilizes the magnetoresistive effect phenomenon in which the electric resistance value changes depending on the angle formed by the direction of magnetization seen in a transition metal and the direction of the current flowing through the MR element. It has a magnetic thin film (hereinafter referred to as an MR thin film).

【0008】上記MRヘッドでは、磁気記録媒体からの
漏洩磁束をMR薄膜がうけると、その磁束により上記M
R薄膜の磁化の向きが回転し、当該MR薄膜内部に流れ
る電流の向きに対して磁性量に応じた角度をもつように
なる。それ故にMR薄膜の電気抵抗値は変化し、この変
化量に応じた電圧変化が電流を流しているMR磁性薄膜
の両端の電極に現れるので電圧信号として磁気記録信号
が読み出されることになる。
In the above-mentioned MR head, when the MR thin film receives a leakage magnetic flux from the magnetic recording medium, the magnetic flux causes the M
The direction of magnetization of the R thin film rotates, and the direction of the current flowing inside the MR thin film comes to have an angle corresponding to the magnetic amount. Therefore, the electric resistance value of the MR thin film changes, and a voltage change corresponding to the amount of change appears at the electrodes at both ends of the MR magnetic thin film through which a current is flowing, so that the magnetic recording signal is read as a voltage signal.

【0009】このような磁性量に応じた抵抗変化を再生
出力電圧として検出する再生では、再生出力が媒体走行
速度に依存せず、媒体速度が小さい大きいに関わらず、
高い再生出力が得られる。したがって、ディスクの小径
化に適したものであると言える。
In the reproduction in which the resistance change according to the magnetic amount is detected as the reproduction output voltage, the reproduction output does not depend on the medium traveling speed, and regardless of whether the medium speed is small or large,
High playback output can be obtained. Therefore, it can be said that it is suitable for reducing the diameter of the disc.

【0010】例えば、以上のようなMRヘッドの具体例
としては、先端側(磁気記録媒体対接面側)と後端側に
それぞれ先端電極,後端電極が積層されたMR薄膜より
なるMR素子と、該MR素子に所要の向きの磁化状態を
与えるバイアス導体がMR素子を横切るように設けら
れ、さらにこれらMR素子とバイアス導体が一対のシー
ルド磁性体に挟み込まれた構成のシールドタイプのMR
ヘッドが知られている。
For example, as a specific example of the MR head as described above, an MR element composed of an MR thin film in which a front end electrode (a magnetic recording medium contact surface side) and a rear end side are laminated with a front end electrode and a rear end electrode, respectively. And a bias conductor that gives the MR element a magnetization state in a desired direction is provided so as to cross the MR element, and the MR element and the bias conductor are sandwiched by a pair of shield magnetic bodies.
The head is known.

【0011】このMRヘッドでは、MR素子の先端電極
と後端電極よりそれぞれ引き出された端子部より直流電
源からの電流を供給してMR素子にセンス電流を流すと
ともに、バイアス導体の端子部に直流電流を流して上記
MR素子に所要の向きの磁化状態を与える。これによ
り、磁気記録媒体対接面に露出されるMR素子の側縁部
を再生ギャップとして、信号再生が行われる。
In this MR head, current from a DC power source is supplied from the terminal portions drawn out from the front and rear electrodes of the MR element to flow a sense current to the MR element, and at the same time, a DC current is supplied to the terminal portion of the bias conductor. A current is passed to give the MR element a magnetized state in a desired direction. As a result, signal reproduction is performed using the side edge of the MR element exposed on the contact surface of the magnetic recording medium as a reproduction gap.

【0012】ところで、上記MRヘッドでは、再生動作
に際してMR薄膜が単磁区構造になっていないと、磁化
が回転するに際して磁壁が移動し、バルクハウゼンノイ
ズが発生する。この磁壁の移動は磁気異方性エネルギ
ー,形状異方性等に起因する静磁エネルギー等の和が層
全体として最小限となるような状態を保持すべく起こる
ものである。
In the MR head, if the MR thin film does not have a single domain structure during the reproducing operation, the domain wall moves when the magnetization rotates, and Barkhausen noise is generated. This movement of the domain wall occurs in order to maintain a state in which the sum of magnetostatic energy due to magnetic anisotropy energy, shape anisotropy, etc. is minimized in the entire layer.

【0013】このため、MRヘッドにおいては、図12
に示すように、MR素子を一対のMR薄膜201,20
2の間に非磁性膜203を介在させて縦型2層構造と
し、これにより再生動作に際して単磁区構造がとれるよ
うにしている。上記縦型2層構造のMR素子の磁化状態
を図13(a),(b)に示す。なお、この図は、上記
MR素子を記録媒体対接面側からみた場合である。
Therefore, in the MR head, as shown in FIG.
As shown in FIG.
A non-magnetic film 203 is interposed between the two to form a vertical two-layer structure, so that a single domain structure can be obtained during a reproducing operation. The magnetization state of the MR element having the vertical two-layer structure is shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). It should be noted that this figure shows the case where the MR element is viewed from the contact surface side of the recording medium.

【0014】このMR素子には、下層MR薄膜201,
上層MR薄膜202に磁場中で成膜を行うことで幅方向
に誘導磁気異方性を与えておく。幅方向に誘導磁気異方
性が与えられた下層,上層のMR薄膜201,202
に、図13(a)に示すように、後端側から記録媒体対
接面側に向かってセンス電流Is1,Is2が通電される
と、2層のMR薄膜201,202で相互に誘導磁界H
1 ,H2 が発生する。この誘導磁界H1 ,H2 は、いわ
ば安定バイアス磁界として作用するものであり、この誘
導磁界H1 ,H2 によって、図13(b)に示すよう
に、下層,上層のMR薄膜201,202に互いに反平
行の誘導磁化M1 ,M2 が生じ、この誘導磁化M1 ,M
2 が相互に磁気的カップリングを起こす。これによっ
て、下層MR薄膜201,上層MR薄膜202の間で磁
化の向きが還流している還流磁化が形成され、2層のM
R薄膜201,202が各々単磁区化する。
This MR element includes a lower MR thin film 201,
The upper MR thin film 202 is formed in a magnetic field to give induced magnetic anisotropy in the width direction. Lower and upper MR thin films 201 and 202 having induced magnetic anisotropy in the width direction
As shown in FIG. 13A, when the sense currents I s1 and I s2 are applied from the rear end side toward the recording medium contact surface side, they are mutually induced by the two MR thin films 201 and 202. Magnetic field H
1 and H 2 are generated. The induced magnetic fields H 1 and H 2 act as so-called stable bias magnetic fields, and the induced magnetic fields H 1 and H 2 cause the MR thin films 201 and 202 in the lower and upper layers to be formed as shown in FIG. 13B. induced magnetization M 1 in anti-parallel to each other in, M 2 occurs, the induced magnetization M 1, M
2 magnetically couple each other. As a result, a freewheeling magnetization in which the direction of magnetization is freewheeling is formed between the lower MR thin film 201 and the upper MR thin film 202, and two layers of M are formed.
The R thin films 201 and 202 each become a single magnetic domain.

【0015】このように単磁区化されたMR素子では、
動作メカニズムが巨視的な磁化回転モードのみで記述で
きる。つまり、単磁区化され、磁壁が存在しないMR素
子では、外部磁界の変化に対するレスポンスが磁壁移動
が伴わない磁化回転のみとなる。したがって、バルクハ
ウゼンノイズが発生せず、安定な動作が得られることに
なる。
In the MR element having a single magnetic domain as described above,
The operation mechanism can be described only by a macroscopic magnetization rotation mode. That is, in the MR element that is made into a single magnetic domain and has no domain wall, the only response to the change in the external magnetic field is the magnetization rotation without the domain wall movement. Therefore, Barkhausen noise does not occur and stable operation can be obtained.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記縦型2
層構造のMR素子は、素子幅Tw,素子厚t,素子長
L,先端電極と後端電極の距離l1 ,先端電極長l2
後端電極長l3 等の寸法に磁気的特性が影響される。特
に素子幅Twは、上記単磁区化メカニズムに大きく影響
し、素子幅Twが比較的広い場合には、上述したような
単磁区構造が形成できるものの、ヘッドのトラック幅を
狭小化すべく、素子幅Twを狭くすると、以上の単磁区
化が難しくなる。これにより、再生動作が不安定化して
しまうといった問題がある。
By the way, the vertical type 2
The layered MR element has an element width Tw, an element thickness t, an element length L, a distance l 1 between a front electrode and a rear electrode, a front electrode length l 2 ,
The magnetic characteristics are affected by the size of the rear end electrode length l 3 and the like. In particular, the element width Tw has a great influence on the above-mentioned single magnetic domain formation mechanism, and when the element width Tw is relatively wide, the single magnetic domain structure as described above can be formed, but in order to narrow the track width of the head, the element width Tw is reduced. When Tw is narrowed, it becomes difficult to form the above single magnetic domain. This causes a problem that the reproduction operation becomes unstable.

【0017】これは、MR素子にセンス電流Is1,Is2
を通電することによって発生する誘導磁界H1 ,H
2 が、素子側縁部Wseでは幅方向よりも膜厚方向の方が
支配的にあるからである。このため、磁化分散が大きく
なり、幅方向の磁化が弱いものとなる。素子幅Twの狭
いMR素子では、この磁化が弱い部分の影響が大きく、
上記メカニズムの単磁区化が困難になる。
This is because the sense currents I s1 and I s2 are applied to the MR element.
Induced magnetic fields H 1 , H generated by energizing
2 is that the element side edge portion W se is more dominant in the film thickness direction than in the width direction. For this reason, the magnetization dispersion becomes large, and the magnetization in the width direction becomes weak. In an MR element having a narrow element width Tw, the influence of this weak magnetization portion is large,
It becomes difficult to make the above mechanism into a single magnetic domain.

【0018】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、トラック幅を狭小化した
場合でも、バルクハウゼンノイズのない安定な再生動作
が得られる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and even when the track width is narrowed, a magnetoresistive thin film which can obtain a stable reproducing operation without Barkhausen noise is obtained. An object is to provide a magnetic head.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、基体
上に相対向して積層される下層シールド磁性体と上層シ
ールド磁性体との間に、磁気抵抗効果薄膜よりなる磁気
抵抗効果感磁部及びバイアス用導体が設けられてなる磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、上記磁気抵抗効
果感磁部の一部に反強磁性膜が接触して形成されている
ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a magnetoresistive thin film magnetic head of the present invention comprises a lower shield magnetic material and an upper shield magnetic material which are laminated on a substrate so as to face each other. In a magnetoresistive effect type thin film magnetic head having a magnetoresistive effect magnetic sensitive section made of a magnetoresistive effect thin film and a biasing conductor provided between, an antiferromagnetic film is provided in a part of the magnetoresistive effect sensitive section. It is characterized by being formed in contact with each other.

【0020】また、磁気抵抗感磁部の上側あるいは下側
の少なくともいずれかに反強磁性膜が接触して形成され
ていることを特徴とするものである。さらに、磁気抵抗
効果感磁部は、2層の磁気抵抗効果薄膜が中間層を介し
て積層されてなり、上記中間層が反強磁性膜であること
を特徴とするものである。さらに、磁気抵抗効果感磁部
を構成する磁気抵抗効果薄膜の膜厚が、反強磁性膜と交
換相互作用している厚さ分だけ、反強磁性膜を形成しな
い場合の最適膜厚よりも厚くなされていることを特徴と
するものである。
Further, the present invention is characterized in that an antiferromagnetic film is formed in contact with at least one of the upper side and the lower side of the magnetoresistive and magnetically sensitive portion. Further, the magnetoresistive effect magnetic sensing part is characterized in that two magnetoresistive effect thin films are laminated via an intermediate layer, and the intermediate layer is an antiferromagnetic film. Further, the thickness of the magnetoresistive effect thin film that constitutes the magnetoresistive effect magnetic field sensing portion is the thickness corresponding to the thickness that causes exchange interaction with the antiferromagnetic film, and is more than the optimum film thickness when the antiferromagnetic film is not formed. It is characterized by being made thick.

【0021】さらに、反強磁性膜のネール点が、磁気抵
抗効果感磁部を構成する磁気抵抗効果薄膜の磁気特性劣
化温度よりも低いことを特徴とするものである。また、
本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
基板上に、下層シールド磁性体,磁気抵抗効果薄膜より
なる磁気抵抗感磁部,反強磁性膜,バイアス用導体,上
層シールド磁性体を形成して磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドを製造するに際して、磁気抵抗効果薄膜と反強磁性
膜とを互いに接触するように成膜した後、これら磁気抵
抗効果薄膜と反強磁性膜に磁界中で熱処理を施すことを
特徴とするものである。
Further, the Nail point of the antiferromagnetic film is lower than the magnetic characteristic deterioration temperature of the magnetoresistive effect thin film forming the magnetoresistive effect magnetic sensitive section. Also,
A method of manufacturing a magnetoresistive thin film magnetic head according to the present invention,
When manufacturing a magnetoresistive thin-film magnetic head by forming a lower-layer shield magnetic body, a magnetoresistive magnetic sensitive section made of a magnetoresistive thin film, an antiferromagnetic film, a bias conductor, and an upper-layer shield magnetic body on a substrate, The magnetoresistive thin film and the antiferromagnetic film are formed so as to be in contact with each other, and then the magnetoresistive thin film and the antiferromagnetic film are heat-treated in a magnetic field.

【0022】さらに、接触するように成膜された磁気抵
抗効果薄膜,反強磁性膜に磁界中で熱処理を施すに際し
て、磁界の方向を、上記磁気抵抗効果薄膜にセンス電流
を通電することで誘起される誘導磁界の方向と同じにす
ることを特徴とするものである。さらに、下層反強磁性
膜,磁気抵抗効果薄膜よりなる磁気抵抗効果感磁部,上
層反強磁性膜を接触するように順次形成し、磁界中で熱
処理を施すに際して、磁界の形成を、上記磁気抵抗効果
薄膜にセンス電流と同じ向きの電流を通電することで行
うことを特徴とするものである。
Further, when the magnetoresistive effect thin film and the antiferromagnetic film formed in contact with each other are heat-treated in a magnetic field, the direction of the magnetic field is induced by applying a sense current to the magnetoresistive effect thin film. It is characterized in that the direction of the induced magnetic field is the same. Further, when a lower antiferromagnetic film, a magnetoresistive magnetic sensitive section made of a magnetoresistive thin film, and an upper antiferromagnetic film are sequentially formed in contact with each other, and heat treatment is performed in a magnetic field, the magnetic field is formed by It is characterized in that it is performed by passing a current in the same direction as the sense current through the resistance effect thin film.

【0023】さらに、下層反強磁性膜,磁気抵抗効果薄
膜よりなる磁気抵抗効果感磁部,上層反強磁性膜を接触
するように順次形成した後、磁気抵抗効果薄膜にセンス
電流と同じ向きの電流を通電しながら熱処理を施すに際
して、下層反強磁性膜,磁気抵抗効果感磁部,上層反強
磁性膜のパターン形状を、素子が長手方向で複数切りだ
される長さであって素子より広幅の短冊状とすることを
特徴とするものである。
Further, after sequentially forming a lower layer antiferromagnetic film, a magnetoresistive effect magnetic sensing portion composed of a magnetoresistive effect thin film, and an upper antiferromagnetic film in contact with each other, the magnetoresistive effect thin film in the same direction as the sense current is formed. When performing heat treatment while applying a current, the pattern shape of the lower antiferromagnetic film, the magnetoresistive effect magnetic sensitive part, and the upper antiferromagnetic film is set so that the element is cut out in the lengthwise direction. It is characterized in that it has a wide strip shape.

【0024】さらに、下層磁気抵抗効果薄膜,反強磁性
膜,上層磁気抵抗効果薄膜を接触するように順次形成
し、磁界中で熱処理を施すに際して、磁界の形成を、下
層磁気抵抗効果薄膜,上層磁気抵抗効果薄膜にセンス電
流と同じ向きの電流を通電することで行うことを特徴と
するものである。さらに、下層磁気抵抗効果薄膜,反強
磁性膜,上層磁気抵抗効果薄膜を接触するように順次形
成した後、下層磁気抵抗効果薄膜,上層磁気抵抗効果薄
膜にセンス電流と同じ向きの電流を通電しながら熱処理
を施すに際して、下層磁気抵抗効果薄膜,反強磁性膜,
上層磁気抵抗効果薄膜のパターン形状を、素子が長手方
向で複数切りだされる長さであって素子より広幅の短冊
状とすることを特徴とするものである。
Further, when a lower magnetoresistive effect thin film, an antiferromagnetic film, and an upper magnetoresistive effect thin film are sequentially formed in contact with each other and heat-treated in a magnetic field, the magnetic field is formed by the lower magnetoresistive effect thin film and the upper layer magnetoresistive effect thin film. It is characterized in that the magnetoresistive effect thin film is formed by applying a current in the same direction as the sense current. Further, after sequentially forming the lower magnetoresistive thin film, the antiferromagnetic film, and the upper magnetoresistive thin film in contact with each other, a current in the same direction as the sense current is applied to the lower magnetoresistive thin film and the upper magnetoresistive thin film. While performing heat treatment, the lower magnetoresistive effect thin film, antiferromagnetic film,
It is characterized in that the pattern shape of the upper magnetoresistive thin film is a strip shape having a length in which a plurality of elements are cut out in the longitudinal direction and wider than the element.

【0025】[0025]

【作用】一対のMR薄膜に非磁性体膜が挟み込まれてな
るMR感磁部と、前記MR薄膜と接触する反強磁性膜よ
りなり、MR薄膜の反強磁性膜との境界面近傍に、セン
ス電流を通電することで生じる誘導磁界と同じ方向の固
定磁化状態が形成されたMR素子では、センス電流が通
電されると、このセンス電流によって生じる誘導磁界と
上記固定磁化状態によって一対のMR薄膜に互いに反平
行の誘導磁化が生じる。
In the MR thin film, a pair of MR thin films sandwiching a non-magnetic film and an anti-ferromagnetic film in contact with the MR thin film are provided in the vicinity of the interface between the MR thin film and the anti-ferromagnetic film. In a MR element in which a fixed magnetization state is formed in the same direction as an induction magnetic field generated by applying a sense current, when a sense current is applied, a pair of MR thin films are formed by the induction magnetic field generated by the sense current and the fixed magnetization state. Induced magnetizations that are anti-parallel to each other occur.

【0026】この誘導磁化は、センス電流による誘導磁
界と、反強磁性膜との境界面近傍に形成された固定磁化
状態の両方が関与しているので、幅方向全体に亘って強
度が強い。したがって、一対のMR薄膜の間で強固に磁
気的カップリングが形成され、素子幅が広い,狭いに関
わらず2層のMR薄膜が各々単磁区化される。
Since this induced magnetization involves both the induced magnetic field by the sense current and the fixed magnetization state formed in the vicinity of the interface with the antiferromagnetic film, the strength is strong in the entire width direction. Therefore, a strong magnetic coupling is formed between the pair of MR thin films, and the two layers of MR thin films are made into single magnetic domains regardless of whether the element width is wide or narrow.

【0027】このように単磁区化されたMR薄膜では、
磁化の回転に際して磁壁の移動が生じないので、バルク
ハウゼンノイズのない安定は再生動作が得られる。
In the MR thin film having a single magnetic domain as described above,
Since the domain wall does not move when the magnetization is rotated, a stable reproducing operation without Barkhausen noise can be obtained.

【0028】[0028]

【実施例】本発明の具体的な実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、本実施例は、再生ヘッドとし
てMRヘッドが、記録ヘッドとしてインダクティブヘッ
ドが搭載された構成の複合型磁気ヘッドに本発明を適用
した例である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a composite type magnetic head having a structure in which an MR head is mounted as a reproducing head and an inductive head is mounted as a recording head.

【0029】本実施例の複合型磁気ヘッドは、図1に示
すように、磁気記録媒体対接面Aに再生用磁気ギャップ
1 を臨ませるMRヘッド1と、この磁気記録媒体対接
面Aに記録用磁気ギャップg2 を臨ませるインダクティ
ブヘッド2をAl2 3 −TiC基板等よりなるスライ
ダー3上に積層した,いわゆる2ギャップタイプの記録
再生ヘッドとされている。
As shown in FIG. 1, the composite magnetic head of this embodiment comprises an MR head 1 having a reproducing magnetic gap g 1 facing the magnetic recording medium contact surface A, and the magnetic recording medium contact surface A. It is a so-called two-gap type recording / reproducing head in which the inductive head 2 facing the recording magnetic gap g 2 is laminated on the slider 3 made of an Al 2 O 3 —TiC substrate or the like.

【0030】上記MRヘッド1は、図2の断面図にも示
されるように、上記スライダー3上に絶縁層16を介し
て形成された下層シールド磁性体4と上層シールド磁性
体5との間に、MR素子6及びバイアス用導体7(ある
いはハード膜)が挟み込まれてなるものであり、磁気記
録媒体対接面AにMR素子6の一端が露出されることに
よって再生ギャップg1 が形成されるようになってい
る。
As shown in the sectional view of FIG. 2, the MR head 1 has a space between a lower shield magnetic body 4 and an upper shield magnetic body 5 formed on the slider 3 with an insulating layer 16 interposed therebetween. , The MR element 6 and the biasing conductor 7 (or hard film) are sandwiched, and one end of the MR element 6 is exposed at the contact surface A of the magnetic recording medium to form a reproducing gap g 1. It is like this.

【0031】上記MR素子6は、長方形パターンとして
形成され、その長手方向が上記磁気記録媒体対接面Aに
対する直交方向となるように設けられるとともにその一
端縁が上記磁気記録媒体対接面Aに臨むようになってい
る。
The MR element 6 is formed in a rectangular pattern and is provided so that its longitudinal direction is orthogonal to the magnetic recording medium contact surface A, and one edge thereof is on the magnetic recording medium contact surface A. It is supposed to come.

【0032】このMR素子6には、先端部と後端部にそ
れぞれ図示しない定電流電源からのセンス電流を通ずる
ための一対の電極(以下、磁気記録媒体対接面側に設け
られる電極を先端電極8,後端側に設けられる電極を後
端電極9と称する)が積層されている。
The MR element 6 has a pair of electrodes (hereinafter, electrodes provided on the contact surface side of the magnetic recording medium) for passing a sense current from a constant current power source (not shown) at the front and rear ends, respectively. An electrode 8 and an electrode provided on the rear end side are referred to as a rear end electrode 9) are laminated.

【0033】先端電極8は、例えば平面形状が略L字状
をなす配線パターンとして形成され、その一端部が上記
MR素子6の先端部に積層されるとともに、MR素子6
上に積層される側のパターンの一側縁部が上記磁気記録
媒体対接面Aに露出するようになっている。そして、こ
の先端電極8よりバック側に引き出された配線パターン
の端部が接地側の端子部とされている。この接地は、M
Rヘッド1が記録媒体と摺動する際に発生する静電電位
(静電気)によるMR素子6の破壊を防止する役割であ
る。
The tip electrode 8 is formed, for example, as a wiring pattern having a substantially L-shaped plan view, one end of which is laminated on the tip of the MR element 6 and the MR element 6 is formed.
One side edge part of the pattern on the side to be laminated thereon is exposed to the magnetic recording medium contact surface A. The end of the wiring pattern that is pulled out from the tip electrode 8 to the back side serves as a ground side terminal. This ground is M
The role is to prevent the MR element 6 from being destroyed by the electrostatic potential (static electricity) generated when the R head 1 slides on the recording medium.

【0034】一方、後端電極9は、上記先端電極8と同
様平面略L字状をなす配線パターンとして形成され、上
記MR素子を挟んで上記先端電極8とは半体側に設けら
れるとともに、当該MR素子6の後端部に積層されてい
る。そして、この後端電極9よりバック側に引き出され
た配線パターンの端部が直流電源側の端子部とされてい
る。したがって、この後端電極9の端子部より直流電流
を供給すると、MR素子6に後端側から先端側に向かっ
てセンス電流が供給されることになる。
On the other hand, the rear end electrode 9 is formed as a wiring pattern having a substantially L shape in a plane like the front end electrode 8 and is provided on the half body side with the front end electrode 8 with the MR element sandwiched therebetween. It is laminated on the rear end of the MR element 6. The end portion of the wiring pattern drawn out from the rear end electrode 9 to the back side serves as a terminal portion on the DC power supply side. Therefore, when a direct current is supplied from the terminal portion of the rear end electrode 9, a sense current is supplied to the MR element 6 from the rear end side toward the front end side.

【0035】上記バイアス用導体7は、平面長方形状の
細長い配線パターンとして形成され、上記MR素子6上
に絶縁層10を介して所定の距離を隔てて積層されてい
る。
The biasing conductor 7 is formed as an elongated wiring pattern having a rectangular shape in a plan view, and is laminated on the MR element 6 with a predetermined distance therebetween via an insulating layer 10.

【0036】また、このバイアス導体7は、上記MR素
子6に対して略直交する方向,つまりMR素子6を横切
る形で設けられている。そして、このバイアス導体10
の両端部は、直流電源からのバイアス電流を通電するた
めの端子部とされている。したがって、この端子部より
供給される直流電流は、配線パターンの長手方向である
トラック幅方向に流れる。これにより、磁気記録媒体対
接面Aと直交する方向にバイアス磁界が上記MR素子6
に印加される。
The bias conductor 7 is provided in a direction substantially orthogonal to the MR element 6, that is, in a form crossing the MR element 6. Then, this bias conductor 10
Both end portions of the are configured as terminal portions for passing a bias current from a DC power supply. Therefore, the direct current supplied from this terminal portion flows in the track width direction which is the longitudinal direction of the wiring pattern. As a result, a bias magnetic field is applied to the MR element 6 in a direction orthogonal to the contact surface A of the magnetic recording medium.
Applied to.

【0037】そして、上記MRヘッドにおいては、上記
MR素子6を絶縁層10を介してパーマロイ等の軟磁性
体からなる下層シールド磁性体4と上層シールド磁性体
5とで挟み込んだ,いわゆるシールド型構成となってい
る。シールド型構成をとるのは、再生出力の記録密度依
存性の向上を図るためである。
In the MR head, the MR element 6 is sandwiched between the lower shield magnetic body 4 and the upper shield magnetic body 5 made of a soft magnetic material such as permalloy with the insulating layer 10 interposed between them. Has become. The shield type configuration is used to improve the recording density dependency of the reproduction output.

【0038】以上がMRヘッドの構成であるが、本実施
例では、MR素子6の素子幅Twを狭小化した場合で
も、安定な再生動作が得られるようにするために、MR
素子6を、図3に示すように、下層MR薄膜11と上層
MR薄膜12が非磁性膜13を介して積層された2層構
造のMR感磁部14と、該MR感磁部14に接触して設
けられた反強磁性膜15によって構成することとする。
The structure of the MR head has been described above. In this embodiment, in order to obtain a stable reproducing operation even when the element width Tw of the MR element 6 is narrowed, the MR head is designed to be stable.
As shown in FIG. 3, the element 6 is in contact with the MR magnetic sensing section 14 having a two-layer structure in which a lower MR thin film 11 and an upper MR thin film 12 are laminated with a non-magnetic film 13 interposed therebetween. The antiferromagnetic film 15 is provided as described above.

【0039】以下に、このようにMR感磁部14に反強
磁性膜15を接触させて設けることによる効果を説明す
るが、その前に反強磁性膜を用いないMR素子のMR特
性について説明する。
Hereinafter, the effect of providing the anti-ferromagnetic film 15 in contact with the MR magnetic sensing part 14 will be described. Before that, the MR characteristics of the MR element not using the anti-ferromagnetic film will be described. To do.

【0040】図4(a)〜(d)に、下層MR薄膜11
と上層のMR薄膜12の間に非磁性膜13が介在する縦
型2層構造のMR素子の外部磁場依存性(MR曲線)を
示す。MR素子の膜厚構成は、下層MR薄膜11,上層
MR薄膜12がともに30nm,非磁性膜13が6nm
である。素子長Lは5μm、先端電極と後端電極の距離
1 は2.5μm、素子幅Twは5.0μm,3.5μ
m,2.0μm,1.0μmと変化させた。図4(a)
〜(d)は、素子幅Twを5.0μm,3.5μm,
2.0μm,1.0μmとした場合のMR特性をそれぞ
れ示すものである。
4A to 4D, the lower MR thin film 11 is formed.
And the external magnetic field dependence (MR curve) of the MR element of the vertical two-layer structure in which the non-magnetic film 13 is interposed between the MR thin film 12 and the upper MR thin film 12. The thickness of the MR element is 30 nm for both the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, and 6 nm for the non-magnetic film 13.
Is. The element length L is 5 μm, the distance l 1 between the front electrode and the rear electrode is 2.5 μm, and the element width Tw is 5.0 μm, 3.5 μ.
m, 2.0 μm, and 1.0 μm. Figure 4 (a)
(D) shows the element width Tw of 5.0 μm, 3.5 μm,
The MR characteristics are shown when the thickness is 2.0 μm and 1.0 μm, respectively.

【0041】図4(a)〜(d)を見てわかるように、
素子幅Twが5.0μm,3.5μm,2.0μmのM
R素子では、ノイズのないMR特性が得られるものの、
素子幅Twが1.0μmと狭小なMR素子では、バルク
ハウゼンノイズが認められ、再生動作が不安定なものに
なる。
As can be seen from FIGS. 4 (a) to 4 (d),
M with element width Tw of 5.0 μm, 3.5 μm, 2.0 μm
With the R element, although MR characteristics without noise can be obtained,
In a MR element having a narrow element width Tw of 1.0 μm, Barkhausen noise is recognized and the reproducing operation becomes unstable.

【0042】そこで、さらに、MR素子の単磁区化に寄
与するセンス電流の誘導磁界によるセルフバイアス効果
を磁界計算した。その結果を図5に示す。
Therefore, the self-bias effect due to the induced magnetic field of the sense current contributing to the single domain of the MR element was calculated. The result is shown in FIG.

【0043】なお、磁界計算は、下層MR薄膜11,上
層MR薄膜12の透磁率μsを5000,膜厚を30n
mとし、非磁性膜13の膜厚を6nm、素子長Lを10
0μm、素子幅Twを5.0μm,3,5μm,2.0
μmと変化させた場合を仮定して行った。センス電流密
度は代表的な値として0.033TA/m2 を採用し
た。図5には、各素子幅とした場合の結果を併せて示し
てある。図5中、横軸はトラック幅,縦軸はBxであ
る。
The magnetic field is calculated by the magnetic permeability μs of the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 of 5000 and the film thickness of 30 n.
m, the thickness of the nonmagnetic film 13 is 6 nm, and the element length L is 10
0 μm, element width Tw of 5.0 μm, 3,5 μm, 2.0
It was performed assuming that the value was changed to μm. A typical value of the sense current density was 0.033 TA / m 2 . FIG. 5 also shows the results when the element widths are set. In FIG. 5, the horizontal axis is the track width and the vertical axis is Bx.

【0044】図5から、いずれのMR素子の場合にも、
側縁部1μmの範囲では磁化が飽和に達していないのが
わかる。
From FIG. 5, in the case of any MR element,
It can be seen that the magnetization does not reach saturation within the range of 1 μm on the side edge.

【0045】ここで、素子幅Twが比較的広い場合に
は、磁化が飽和した部分の割合が大きい。このため、幅
方向の磁化の磁気的カップリングが形成でき、単磁区構
造が得られる。したがって、MR特性にノイズが認めら
れなかったものと推測される。
Here, when the element width Tw is relatively wide, the ratio of the portion where the magnetization is saturated is large. Therefore, magnetic coupling of magnetization in the width direction can be formed, and a single domain structure can be obtained. Therefore, it is presumed that noise was not recognized in the MR characteristics.

【0046】一方、素子幅Twが狭小な場合には、幅方
向全体で磁化が未飽和になる。これは、素子幅Twが狭
小になる程、幅方向の反磁界が大きくなるからであり、
この磁化の不足から単磁区化には至らず、MR特性にバ
ルクハウゼンノイズが出現するものと考えられる。
On the other hand, when the element width Tw is narrow, the magnetization becomes unsaturated in the entire width direction. This is because the demagnetizing field in the width direction increases as the element width Tw decreases.
It is considered that Barkhausen noise appears in the MR characteristics because the lack of magnetization does not lead to single domain formation.

【0047】そこで、本実施例のヘッドでは、反強磁性
膜15を用いることでMR感磁部14に安定化バイアス
磁界として作用する固定磁場状態が形成されるように
し、これを磁気的カップリングに寄与させる。これによ
り、素子幅が狭い場合に生じるバルクハウゼンノイズを
防止することとする。
Therefore, in the head of this embodiment, by using the antiferromagnetic film 15, a fixed magnetic field state acting as a stabilizing bias magnetic field is formed in the MR magnetic sensing section 14, and this is magnetically coupled. To contribute to. This prevents Barkhausen noise that occurs when the element width is narrow.

【0048】この反強磁性膜15による固定磁場状態の
形成を、MR薄膜上に反強磁性膜が積層されてなる薄膜
サンプルを例にして図6(a)〜(c)を参照しながら
説明する。なお、上記MR薄膜は、成膜を磁場中で行う
ことにより幅方向に誘導磁気異方性が与えられているこ
ととする。
The formation of a fixed magnetic field state by the antiferromagnetic film 15 will be described with reference to FIGS. 6A to 6C by taking a thin film sample in which an antiferromagnetic film is laminated on an MR thin film as an example. To do. It is assumed that the MR thin film is provided with induced magnetic anisotropy in the width direction by forming the film in a magnetic field.

【0049】図6(a)で示すように、MR薄膜101
上に反強磁性膜102が積層された薄膜サンプルでは、
初期には反強磁性膜102内の各スピン104がAnt
i−Ferro結合状態になっており、MR薄膜101
は成膜時に付与したのと同方向の誘導磁気異方性を有し
ている。
As shown in FIG. 6A, the MR thin film 101
In the thin film sample in which the antiferromagnetic film 102 is laminated on the
In the initial stage, each spin 104 in the antiferromagnetic film 102 is Ant
The MR thin film 101 is in the i-Ferro coupling state.
Has induced magnetic anisotropy in the same direction as that applied during film formation.

【0050】このような磁化状態の薄膜サンプルに、幅
方向に外部磁場を印加しながら、反強磁性膜のネール温
度以上の温度で熱処理を施す。すると、図6(b)に示
すように反強磁性膜102内の各スピン104が無秩序
な配列の熱振動状態となり、MR薄膜101は、そのと
き印加している外部磁場と平行な向きに磁化される。
The thin film sample in such a magnetized state is subjected to heat treatment at a temperature not lower than the Neel temperature of the antiferromagnetic film while applying an external magnetic field in the width direction. Then, as shown in FIG. 6B, the spins 104 in the antiferromagnetic film 102 are in a disordered thermal oscillation state, and the MR thin film 101 is magnetized in a direction parallel to the external magnetic field applied at that time. To be done.

【0051】この後、上記薄膜サンプルを、外部磁場を
印加した状態で、室温まで除冷する。すると、図6
(c)に示すように、反強磁性膜102とMR薄膜10
1の境界面付近105,すなわち境界面から各々5nm
程度の部分を除いて、反強磁性膜102とMR薄膜10
1の磁化状態が初期の状態に戻り、境界面付近105は
スピンが互いにFerro結合した固定磁化状態M´と
なる。この固定磁化状態M´は、一般にスピンのピンニ
ングと称され、定常的に磁場が印加されていることと等
価である。
After that, the thin film sample is cooled to room temperature while applying an external magnetic field. Then, as shown in FIG.
As shown in (c), the antiferromagnetic film 102 and the MR thin film 10
1 near the boundary surface 105, that is, 5 nm from the boundary surface
Except for some parts, the antiferromagnetic film 102 and the MR thin film 10
The magnetization state of 1 returns to the initial state, and the vicinity of the interface 105 becomes a fixed magnetization state M ′ in which spins are Ferro-coupled to each other. This fixed magnetization state M ′ is generally referred to as spin pinning, and is equivalent to constantly applying a magnetic field.

【0052】本実施例のヘッドでは、以上のようなメカ
ニズムで反強磁性膜15によってMR感磁部14に固定
磁化状態を形成し、これを安定化バイアス磁界として作
用させ、単磁区構造を形成することとする。
In the head of this embodiment, a fixed magnetization state is formed in the MR magnetic sensitive section 14 by the antiferromagnetic film 15 by the mechanism as described above, and this is acted as a stabilizing bias magnetic field to form a single domain structure. I decided to.

【0053】すなわち、MR素子6は、図3に示すよう
に、反強磁性膜15上に、下層MR薄膜11,上層MR
薄膜12が非磁性膜13を介して積層されたMR感磁部
14が形成されており、反強磁性膜15は下層MR薄膜
11と接触している。このような構成のMR素子6で
は、図7(a)に示すように下層MR薄膜11の反強磁
性膜15との境界面近傍に、再生動作時に通電されるセ
ンス電流Is1,Is2によって生じる誘導磁界H2 と同じ
方向の固定磁化状態M2 ´を形成する。
That is, as shown in FIG. 3, the MR element 6 includes an antiferromagnetic film 15, a lower MR thin film 11 and an upper MR film.
An MR magnetic sensing section 14 is formed by laminating thin films 12 with a non-magnetic film 13 interposed therebetween, and an antiferromagnetic film 15 is in contact with the lower MR thin film 11. In the MR element 6 having such a structure, as shown in FIG. 7A, the sense currents I s1 and I s2 , which are energized during the reproducing operation, are generated in the vicinity of the interface between the lower MR thin film 11 and the antiferromagnetic film 15. A fixed magnetization state M 2 ′ is formed in the same direction as the induced magnetic field H 2 generated.

【0054】下層MR薄膜11にこのような固定磁化状
態M2 ´が形成されたMR感磁部14では、下層MR薄
膜11,上層MR薄膜12にセンス電流Is1,Is2を通
電すると、これによって生じる誘導磁界H1 ,H2 と、
この固定磁化状態M2 ´によって、図7(b)に示すよ
うに、2層のMR薄膜11,12に互いに反平行の誘導
磁化M1 ,M2 が生じる。
In the MR sensitive section 14 in which such a fixed magnetization state M 2 ′ is formed in the lower MR thin film 11, when the sense currents I s1 and I s2 are applied to the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, this occurs. Induced magnetic fields H 1 and H 2 generated by
Due to this fixed magnetization state M 2 ′, induction magnetizations M 1 and M 2 that are antiparallel to each other are generated in the two layers of MR thin films 11 and 12, as shown in FIG. 7B.

【0055】この誘導磁化M1 ,M2 は、センス電流I
s1,Is2による誘導磁界H1 ,H2と、反強磁性膜との
境界面近傍に形成された固定磁化状態M2 ´の両方が関
与しているので、幅方向全体に亘って強度が強い。した
がって、素子幅Twが広い,狭いに関わらず下層MR薄
膜11,上層MR薄膜12の間で磁気的カップリングが
形成され、2層のMR薄膜11,12が各々単磁区化さ
れる。
The induced magnetizations M 1 and M 2 are the sense current I
s1, the induced magnetic field H 1, H 2 by I s2, since both of the antiferromagnetic film fixed magnetization formed at the interface vicinity of the M 2 'is involved, intensity across the entire width strong. Therefore, regardless of whether the element width Tw is wide or narrow, magnetic coupling is formed between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, and the two MR thin films 11 and 12 are each made into a single magnetic domain.

【0056】このように単磁区化されたMR感磁部16
では、磁化の回転に際して磁壁の移動が生じないので、
バルクハウゼンノイズのない安定は再生動作が得られる
ことになる。
The MR magnetic sensing section 16 thus formed into a single magnetic domain.
Then, since the domain wall does not move when the magnetization is rotated,
A stable operation without Barkhausen noise means that a reproducing operation can be obtained.

【0057】なお、MR素子6の構成としては、上述の
構成に限らず、これとは逆にMR感磁部14上に反強磁
性膜15を積層したり、MR感磁部14の上下両側に反
強磁性膜15を形成するようにしても良い。さらに、下
層MR薄膜11と上層MR薄膜12の間に反強磁性膜1
5を介在させるようにしても良い。この場合には、該反
強磁性膜15が非磁性膜としても機能するので、MR感
磁部14の下層MR薄膜11,上層MR薄膜12の間に
非磁性膜13を介在させなくても良い。
The structure of the MR element 6 is not limited to the above-described structure, but conversely, the antiferromagnetic film 15 may be laminated on the MR sensitive section 14, or both the upper and lower sides of the MR sensitive section 14. Alternatively, the antiferromagnetic film 15 may be formed. Further, the antiferromagnetic film 1 is provided between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12.
5 may be interposed. In this case, since the antiferromagnetic film 15 also functions as a non-magnetic film, the non-magnetic film 13 need not be interposed between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 of the MR sensitive section 14. .

【0058】MR感磁部14の上面に反強磁性膜15が
積層された構成のMR素子では、上層MR薄膜12が反
強磁性膜15と接触する。したがって、この上層MR薄
膜12の反強磁性膜15との境界面近傍で、センス電流
s1,Is2によって生じる誘導磁界H1 と同じ方向の固
定磁化状態M1 ´、すなわちMR感磁部14の下側に反
強磁性膜15を形成する場合とは逆向きの固定磁化状態
1 ´を形成する。
In the MR element having the structure in which the antiferromagnetic film 15 is laminated on the upper surface of the MR magnetic sensing part 14, the upper MR thin film 12 is in contact with the antiferromagnetic film 15. Therefore, in the vicinity of the interface between the upper MR thin film 12 and the antiferromagnetic film 15, the fixed magnetization state M 1 ′ in the same direction as the induced magnetic field H 1 generated by the sense currents I s1 and I s2 , that is, the MR magnetic sensing section 14 is generated. A fixed magnetization state M 1 ′ is formed in the opposite direction to the case where the antiferromagnetic film 15 is formed on the lower side.

【0059】MR感磁部14の上下両側に反強磁性膜1
5を形成した構成のMR素子では、下層MR薄膜11,
上層MR薄膜12の両方が反強磁性膜15と接触する。
したがって、図8(a)のように、この下層MR薄膜1
1,上層MR薄膜12の反強磁性膜15との境界面近傍
にセンス電流Is1,Is2によって生じる誘導磁界H1
2 と同じ方向の固定磁化状態M1 ´,M2 ´,すなわ
ち下層MR薄膜11には図中右向きの固定磁化状態M2
´が、上層MR薄膜12には図中左向きの固定磁化状態
1 ´が形成される。
The antiferromagnetic film 1 is formed on both upper and lower sides of the MR magnetic sensing section 14.
In the MR element having the structure of 5, the lower MR thin film 11,
Both of the upper MR thin films 12 are in contact with the antiferromagnetic film 15.
Therefore, as shown in FIG. 8A, this lower MR thin film 1
1, an induction magnetic field H 1 generated by the sense currents I s1 and I s2 in the vicinity of the interface between the upper MR thin film 12 and the antiferromagnetic film 15,
The fixed magnetization states M 1 ′, M 2 ′ in the same direction as H 2 , that is, the fixed magnetization state M 2 in the right direction in the figure for the lower MR thin film 11 are shown.
′ ′, A fixed magnetization state M 1 ′ is formed in the upper MR thin film 12 in the leftward direction in the figure.

【0060】さらに、下層MR薄膜11と上層MR薄膜
12の間に反強磁性膜15を介在させた構成のMR素子
では、やはり下層MR薄膜11と上層MR薄膜12の両
方が反強磁性膜15と接触する。したがって、図9
(a)のように、この下層MR薄膜11,上層MR薄膜
12の反強磁性膜15との境界面近傍にセンス電流
s1,Is2によって生じる誘導磁界H1 ,H2 と同じ方
向の固定磁化状態M1 ´,M2´,すなわち下層MR薄
膜11には図中右向きの固定磁化状態M2 ´が、上層M
R薄膜12には図中左向きの固定磁化状態M1 ´が形成
される。
Further, in the MR element having the structure in which the antiferromagnetic film 15 is interposed between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, both the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 have the antiferromagnetic film 15 as well. Contact with. Therefore, FIG.
As shown in (a), fixed in the same direction as the induced magnetic fields H 1 and H 2 generated by the sense currents I s1 and I s2 near the interface between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 and the antiferromagnetic film 15. The magnetization states M 1 ′ and M 2 ′, that is, the fixed magnetization state M 2 ′ facing right in the figure is shown in the upper MR layer 11 in the lower MR thin film 11.
In the R thin film 12, a fixed magnetization state M 1 ′ is formed facing left in the figure.

【0061】図8(a),図9(a)のように固定磁化
状態M1 ´,M2 ´が形成されたMR素子は、下層MR
薄膜11,上層MR薄膜12にセンス電流Is1,Is2
通電すると、これによって生じる誘導磁界H1 ,H
2 と、この固定磁化状態M1 ´によって、それぞれ図8
(b),図9(b)に示すように、2層のMR薄膜1
1,12に互いに反平行の誘導磁化M1 ,M2 が生じ
る。
As shown in FIGS. 8A and 9A, the MR element having the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′ has a lower MR layer.
When sense currents I s1 and I s2 are applied to the thin film 11 and the upper MR thin film 12, induced magnetic fields H 1 and H generated by the sense currents I s1 and I s2 are generated.
2 and this fixed magnetization state M 1 ′,
As shown in FIGS. 9B and 9B, the two-layer MR thin film 1
Induced magnetizations M 1 and M 2 that are antiparallel to each other are generated in 1 and 12.

【0062】この誘導磁化M1 ,M2 は、センス電流I
s1,Is2による誘導磁界H1 ,H2と、反強磁性膜との
境界面近傍に形成された固定磁化状態M1 ´の両方が関
与しているので、幅方向全体に亘って強度が強い。した
がって、素子幅Twが広い,狭いに関わらず下層MR薄
膜11,上層MR薄膜12の間で強固に磁気的カップリ
ングが形成され、2層のMR薄膜11,12が各々単磁
区化される。したがって、バルクハウゼンノイズのない
安定な再生動作が得られる。
The induced magnetizations M 1 and M 2 are the sense current I
s1, the induced magnetic field H 1, H 2 by I s2, since both of the antiferromagnetic film and the pinned magnetization state M 1 formed on the boundary surface neighborhood of 'is involved, intensity across the entire width strong. Therefore, regardless of whether the element width Tw is wide or narrow, a strong magnetic coupling is formed between the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, and the two MR thin films 11 and 12 are each made into a single magnetic domain. Therefore, a stable reproducing operation without Barkhausen noise can be obtained.

【0063】なお、上記MR薄膜11,12に用いる材
料としては、通常、MRヘッドで用いられているパーマ
ロイ等の軟磁性材料を用いて良いが、上記固定磁化状態
を形成する際に反強磁性膜のネール点以上の温度が印加
される都合上、熱安定生に優れるもの、少なくともネー
ル点程度の温度によって磁気特性の劣化が生じないもの
を選択することが望ましい。
As a material used for the MR thin films 11 and 12, a soft magnetic material such as permalloy which is usually used in an MR head may be used, but antiferromagnetism is used when forming the fixed magnetization state. Due to the fact that a temperature above the Neel point of the film is applied, it is desirable to select one that is excellent in thermal stability and one that does not cause deterioration of magnetic properties at a temperature at least around the Neel point.

【0064】また、上記反強磁性膜15としては、Fe
Mn,NiO,NiCoO等が挙げられる。このうち、
NiOはネール点が250℃であり、このようなネール
点の場合には、固定磁化状態を形成するための熱処理温
度は280℃程度が適当である。
The antiferromagnetic film 15 is made of Fe.
Mn, NiO, NiCoO, etc. are mentioned. this house,
NiO has a Neel point of 250 ° C., and in such a Neel point, a heat treatment temperature of about 280 ° C. is suitable for forming a fixed magnetization state.

【0065】なお、このような反強磁性膜15によって
固定磁化状態が形成されるMR磁性薄膜11,12で
は、固定磁化状態M1 ´,M2 ´となされた部分は、磁
化が回転しないので磁気抵抗効果における抵抗変化には
寄与しない。したがって、MR磁性薄膜11,12の膜
厚は、固定磁化状態M1 ´,M2 ´を形成しない場合の
最適膜厚よりも固定磁化状態M1 ´,M2 ´とされた膜
厚分だけ厚くすることが好ましい。通常、固定磁化状態
1 ´,M2 ´となるのは反強磁性膜15との境界面か
ら約5nmであり、MR磁性薄膜11,12をこの分だ
け厚く成膜すれば良い。例えば、固定磁化状態を形成し
ない場合の最適膜厚が15nmである場合には20nm
程度に膜厚設計する。
In the MR magnetic thin films 11 and 12 in which the fixed magnetization state is formed by the antiferromagnetic film 15 as described above, the magnetization does not rotate in the portions having the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′. It does not contribute to the resistance change in the magnetoresistive effect. Therefore, the film thicknesses of the MR magnetic thin films 11 and 12 are equal to the film thicknesses of the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′, as compared with the optimum film thicknesses when the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′ are not formed. It is preferable to make it thick. Usually, the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′ are about 5 nm from the interface with the antiferromagnetic film 15, and the MR magnetic thin films 11 and 12 may be formed thicker by this amount. For example, 20 nm when the optimum film thickness when the fixed magnetization state is not formed is 15 nm
Design the film thickness to some extent.

【0066】上記MR素子6を形成するには、下層MR
薄膜11,非磁性膜13,上層MR薄膜12及び反強磁
性膜15を、その構成に応じた順序で連続して成膜し、
ドライエッチングプロセスによって所定の素子形状にパ
ターニングする。
To form the MR element 6, the lower MR
The thin film 11, the non-magnetic film 13, the upper MR thin film 12, and the antiferromagnetic film 15 are continuously formed in the order according to the structure,
Patterning into a predetermined element shape is performed by a dry etching process.

【0067】そして、このパターニングされた素子を、
恒熱炉内で、磁場を印加しながら熱処理する。これによ
り、MR磁性薄膜11,12の反強磁性膜15との境界
面近傍にスピンがピンニングした状態の固定磁化状態M
1 ´,M2 ´が形成される。但し、この熱処理に際して
印加する磁場の方向は、固定磁化状態M1 ´,M2 ´の
磁化方向を決定するので、安定バイアス磁界として作用
する固定磁化状態M1´,M2 ´を得るには、センス電
流Is1,Is2による誘導磁界H1 ,H2 の方向と一致さ
せる必要がある。
Then, the patterned element is
Heat treatment is performed in a constant-temperature furnace while applying a magnetic field. As a result, the fixed magnetization state M in which spins are pinned near the boundary surface between the MR magnetic thin films 11 and 12 and the antiferromagnetic film 15 is obtained.
1 ', M 2' is formed. However, the direction of the magnetic field applied during the heat treatment, the fixed magnetization state M 1 ', M 2' because it determines the magnetization direction of the fixed magnetization state M 1 acting as a stabilizing bias field ', M 2' to obtain the , And the directions of the induced magnetic fields H 1 and H 2 by the sense currents I s1 and I s2 need to match.

【0068】ここで、反強磁性膜15がMR感磁部14
の上側,下側のいずれかに形成された構成のMR素子6
の場合には、図7(a)に示すように下層MR薄膜11
あるいは上層MR薄膜12のいずれかに固定磁化状態M
1 ´,M2 ´を形成すれば良いので、センス電流Is1
s2を通電したときに、その固定磁化状態M1 ´,M2
´を形成する方のMR薄膜に発生する誘導磁界H1 ある
いはH2 の方向と一致する方向のDC磁場を外部より印
加すれば良い。
Here, the antiferromagnetic film 15 is the MR magnetic sensing portion 14.
MR element 6 having a structure formed on either the upper side or the lower side of the
In the case of, the lower MR thin film 11 as shown in FIG.
Alternatively, in any of the upper MR thin films 12, a fixed magnetization state M
Since it is sufficient to form 1 ′ and M 2 ′, the sense current I s1 ,
When I s2 is energized, its fixed magnetization state M 1 ′, M 2
It is only necessary to apply a DC magnetic field from the outside in a direction coinciding with the direction of the induced magnetic field H 1 or H 2 generated in the MR thin film forming ′ ′.

【0069】一方、反強磁性膜15がMR感磁部14の
上下両側に形成されたMR素子や、下層MR薄膜11,
上層MR薄膜12の間に反強磁性膜15が介在する構成
のMR素子では、図8(a),図9(a)に示すよう
に、下層MR薄膜11,上層MR薄膜12の、それぞれ
に固定磁化状態M1 ´,M2 ´を形成する。下層MR薄
膜11,上層MR薄膜12では、センス電流Is1,Is2
を通電したときの誘導磁界H1 ,H2 の方向が互いに逆
向きであるので、これと一致する固定磁化状態M1 ´,
2 ´を形成するには、加熱処理に際して下層MR薄膜
11,上層MR薄膜12に、互いに逆向きの磁場を印加
する必要がある。
On the other hand, the antiferromagnetic film 15 is formed on the upper and lower sides of the MR sensitive section 14, the MR element, the lower MR thin film 11,
In the MR element having the structure in which the antiferromagnetic film 15 is interposed between the upper MR thin films 12, as shown in FIGS. 8A and 9A, the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 are respectively formed. The fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 ′ are formed. In the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12, the sense currents I s1 and I s2
Since the directions of the induced magnetic fields H 1 and H 2 when the current is passed through are opposite to each other, the fixed magnetization state M 1 ′,
In order to form M 2 ′, it is necessary to apply opposite magnetic fields to the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 during the heat treatment.

【0070】このような場合には、外部からの磁場の印
加でなく、下層MR薄膜11,上層MR薄膜12にセン
ス電流Is1,Is2と同じ方向で電流を通電し、それによ
って発生する誘導磁界で固定磁化状態を形成すると良
い。
In such a case, a magnetic field is not applied from the outside, but a current is applied to the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 in the same direction as the sense currents I s1 and I s2, and the induction generated thereby A fixed magnetic state may be formed by a magnetic field.

【0071】このように下層MR薄膜11,上層MR薄
膜12に通電することで磁場を形成する場合には、パタ
ーニングを素子形状にせずに、図10(a),(b)
〔但し、図10(b)は図10(a)の円で囲む部分を
拡大して示すものである〕に示すように、複数のMR素
子6が長手方向に切りだされるような長さであって、幅
が素子の幅よりも幅広とされた複数の短冊111が、そ
の両端部において互いに電気的に接続された形状にす
る。そして、DC電源を接続し、短冊111にセンス電
流と一致する方向に電流Iを通電する。これにより、複
数のMR素子に対して同時に固定磁化状態M1 ´,M2
´を形成することができる。
When a magnetic field is formed by energizing the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12 in this way, patterning is not performed in the element shape, but FIGS.
As shown in [however, FIG. 10 (b) is an enlarged view of a portion surrounded by a circle in FIG. 10 (a)], a length such that a plurality of MR elements 6 are cut out in the longitudinal direction. The plurality of strips 111 each having a width wider than the width of the element are electrically connected to each other at both ends thereof. Then, a DC power source is connected, and a current I is applied to the strip 111 in a direction coinciding with the sense current. As a result, the fixed magnetization states M 1 ′ and M 2 are simultaneously applied to a plurality of MR elements.
′ Can be formed.

【0072】以上のようにして磁場中熱処理を行ったM
R素子のMR曲線を図11(b)に、磁場中熱処理を行
う前のMR素子のMR曲線を図11(a)に示す。な
お、MR素子は、下層MR薄膜11と上層MR薄膜12
がNiO反強磁性膜15を介して積層された構成であ
る。膜厚構成は、下層MR薄膜11,上層MR薄膜12
がいずれも20nm、反強磁性膜15が15nmであ
る。素子長Lは10μm、素子幅Twは1μm、先端電
極と後端電極の距離l1 は5μmである。
M subjected to the heat treatment in the magnetic field as described above
The MR curve of the R element is shown in FIG. 11 (b), and the MR curve of the MR element before the heat treatment in the magnetic field is shown in FIG. 11 (a). The MR element is composed of a lower MR thin film 11 and an upper MR thin film 12.
Are laminated via the NiO antiferromagnetic film 15. The film thickness composition is the lower MR thin film 11 and the upper MR thin film 12.
Is 20 nm, and the antiferromagnetic film 15 is 15 nm. The element length L is 10 μm, the element width Tw is 1 μm, and the distance l 1 between the front electrode and the rear electrode is 5 μm.

【0073】磁場中熱処理は、磁場を下層MR薄膜1
1,上層MR薄膜12にセンス電流Is1,Is2と同じ向
きの電流を通電することで発生させ、この磁場中で、温
度280℃、1時間熱処理した後、除冷することで行っ
た。また、MR特性は、MR素子に、6mAのセンス電
流を通電しながら、媒体からの信号磁界に準じて先端側
から後端側に約±100Oeの外部平行磁場を印加し、
そのときのMR素子の抵抗値を直流4端子法にて測定す
ることで調べた。
In the heat treatment in the magnetic field, a magnetic field is applied to the lower MR thin film 1.
1. It was generated by passing a current in the same direction as the sense currents I s1 and I s2 through the upper MR thin film 12, heat-treated at 280 ° C. for 1 hour in this magnetic field, and then cooled. Regarding the MR characteristics, while applying a sense current of 6 mA to the MR element, an external parallel magnetic field of about ± 100 Oe is applied from the front end side to the rear end side according to the signal magnetic field from the medium,
It was investigated by measuring the resistance value of the MR element at that time by a DC 4-terminal method.

【0074】図11(a),(b)を比較してわかるよ
うに、磁場中熱処理後のMR素子は、処理前のMR素子
に比べて、Δρ/ρが減少して素子感度が若干低下して
いるものの、素子異方性磁界Hkが大きく、またバルク
ハウゼンノイズが消失している。このことから、MR素
子に固定磁場状態を形成することは、再生動作の安定を
図る上で有効であることがわかる。
As can be seen by comparing FIGS. 11A and 11B, the MR element after the heat treatment in the magnetic field has a smaller Δρ / ρ and a slightly lower element sensitivity than the MR element before the treatment. However, the element anisotropic magnetic field Hk is large and Barkhausen noise disappears. From this, it is understood that forming a fixed magnetic field state in the MR element is effective in stabilizing the reproducing operation.

【0075】なお、本実施例の磁気ヘッドは、以上のよ
うな動作の安定なMRヘッド上にインテクティブヘッド
が積層されて構成されている。
The magnetic head of this embodiment is constructed by laminating the inductive head on the MR head which is stable in operation as described above.

【0076】インダクティブヘッドは、図1に示すよう
に上層シールド磁性体5を閉磁路を構成する他方の薄膜
磁気コアとし、この上層シールド磁性体5に対向して積
層される第3の薄膜磁気コア31とによって上記磁気記
録媒体対接面Aに臨んでその前方端部間に記録用磁気ギ
ャップg2 を構成するようになっている。すなわち、上
層シールド磁性体5に対向して積層される第3の薄膜磁
気コア31は、上記記録媒体対接面Aに臨む前方端部で
この上層シールド磁性体5側に屈曲され、その間隙が狭
くなされた対向部分に記録用磁気ギャップg2 を構成す
るようになっている。なお、第3の薄膜磁気コア31
は、後部端部で上記上層シールド磁性体5と磁気的に接
触してバックギャップを構成するようになっている。
In the inductive head, as shown in FIG. 1, the upper shield magnetic body 5 is used as the other thin film magnetic core forming a closed magnetic path, and the third thin film magnetic core is laminated so as to face the upper shield magnetic body 5. The recording magnetic gap g 2 is formed between the front end of the magnetic recording medium facing surface A and the front surface thereof. That is, the third thin film magnetic core 31 laminated so as to face the upper shield magnetic body 5 is bent toward the upper shield magnetic body 5 at the front end facing the recording medium contact surface A, and the gap is A recording magnetic gap g 2 is formed in the narrowed facing portion. The third thin film magnetic core 31
Is configured to magnetically contact the upper shield magnetic body 5 at the rear end to form a back gap.

【0077】そして、上記第3の薄膜磁気コア31と上
層シールド磁性体5の接続部である磁気的結合部には、
この磁気的結合部を取り囲むようにしてスパイラル状の
ヘッド巻線32が設けられている。ヘッド巻線32は、
第3の薄膜磁気コア31と上層シールド磁性体5の絶縁
性を確保するために、絶縁層によって埋め込まれてい
る。また、上記ヘッド巻線32の巻始めと巻終わりの端
部32a,32bが、このヘッド巻線に供給される交流
電源からの記録電流を通電するための端子部とされてい
る。なお、第3の薄膜磁気コア31上には、MRヘッド
1とインダクティブヘッド2を保護するための保護膜と
して機能する絶縁層34が設けられている。
The magnetic coupling portion, which is the connection portion between the third thin film magnetic core 31 and the upper shield magnetic body 5, is
A spiral head winding 32 is provided so as to surround the magnetically coupled portion. The head winding 32 is
In order to secure the insulation between the third thin film magnetic core 31 and the upper shield magnetic body 5, it is embedded with an insulating layer. In addition, the winding start and end ends 32a and 32b of the head winding 32 serve as terminals for passing a recording current from an AC power supply supplied to the head winding. An insulating layer 34 functioning as a protective film for protecting the MR head 1 and the inductive head 2 is provided on the third thin film magnetic core 31.

【0078】以上のような構成の複合型磁気ヘッドは、
再生ヘッドが反強磁性膜を用いたMRヘッドであるの
で、ディスクの小径化を行った場合でも大きな再生出力
が得られ、またトラック幅を1.0μm程度に狭小化し
た場合でも安定な再生動作が得られる。したがって、ハ
ードディスクの小型大容量化に大きく貢献するものであ
る。
The composite type magnetic head having the above structure is
Since the reproducing head is an MR head using an antiferromagnetic film, a large reproducing output can be obtained even when the diameter of the disk is reduced, and a stable reproducing operation is performed even when the track width is narrowed to about 1.0 μm. Is obtained. Therefore, it greatly contributes to miniaturization and large capacity of the hard disk.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドでは、MR感磁部に
反強磁性膜が接触しているので、トラック幅を1.0μ
m程度に狭小化した場合でも、バルクハウゼンノイズの
ない安定な再生動作が得られる。したがって、本発明の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドによれば、ハードディス
クの記録密度を現状の2倍以上に高めることが可能とな
り、ハードディスク装置のさらなる小型大容量化に貢献
することになる。
As is clear from the above description, in the magnetoresistive thin film magnetic head of the present invention, since the antiferromagnetic film is in contact with the MR magnetic sensitive portion, the track width is 1.0 μm.
Even when the size is reduced to about m, a stable reproducing operation without Barkhausen noise can be obtained. Therefore, according to the magnetoresistive thin-film magnetic head of the present invention, it is possible to increase the recording density of the hard disk more than twice the current density, which contributes to the further reduction in size and capacity of the hard disk device.

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

【図1】本発明を適用したMRヘッドが搭載された複合
型磁気ヘッドを一部破断して示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a partially broken composite magnetic head equipped with an MR head to which the present invention is applied.

【図2】上記MRヘッドの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the MR head.

【図3】MR素子の一構成例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of an MR element.

【図4】反強磁性膜が形成されていないMR素子のMR
特性を示す特性図であり、(a)は素子幅が5.0μm
の場合のMR特性、(b)は素子幅が3.5μmの場合
のMR特性、(c)は素子幅が2.0μmの場合のMR
特性、(d)は素子幅が1.0μmの場合のMR特性で
ある。
FIG. 4 MR of MR element without antiferromagnetic film formed
It is a characteristic diagram showing characteristics, (a) is an element width of 5.0μm
MR characteristics in the case of, element (b) is MR characteristics when the element width is 3.5 μm, (c) is MR characteristics when the element width is 2.0 μm
The characteristic, (d) is the MR characteristic when the element width is 1.0 μm.

【図5】反強磁性膜が形成されていないMR素子のトラ
ック幅とBxの関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the track width and Bx of an MR element in which an antiferromagnetic film is not formed.

【図6】MR薄膜に反強磁性膜が形成された薄膜サンプ
ルの固定磁化状態形成メカニズムを示す模式図であり、
(a)は初期における磁化状態、(b)は磁界中で熱処
理したときの磁化状態、(c)は磁界中で熱処理した
後、除冷したときの磁化状態である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a fixed magnetization state forming mechanism of a thin film sample in which an antiferromagnetic film is formed on an MR thin film,
(A) is an initial magnetization state, (b) is a magnetization state when heat-treated in a magnetic field, and (c) is a magnetization state when heat-treated in a magnetic field and then cooled.

【図7】図3のMR素子の磁化状態を示す模式図であ
り、(a)は固定磁化状態及びセンス電流の通電によっ
て誘起される誘導磁界を示すものであり、(b)は固定
磁化状態及び誘導磁界によるMR薄膜の磁化の様子を示
すものである。
7A and 7B are schematic diagrams showing the magnetization state of the MR element of FIG. 3, in which FIG. 7A shows a fixed magnetization state and an induced magnetic field induced by energization of a sense current, and FIG. 7B shows a fixed magnetization state. And the state of magnetization of the MR thin film by the induced magnetic field.

【図8】MR感磁部の上下両側に反強磁性膜を形成して
構成されたMR素子の磁化状態を示す模式図であり、
(a)は固定磁化状態及びセンス電流の通電によって誘
起される誘導磁界を示すものであり、(b)は固定磁化
状態及び誘導磁界によるMR薄膜の磁化の様子を示すも
のである。
FIG. 8 is a schematic view showing a magnetized state of an MR element formed by forming antiferromagnetic films on both upper and lower sides of an MR magnetic sensing part,
(A) shows a fixed magnetization state and an induction magnetic field induced by energization of a sense current, and (b) shows a fixed magnetization state and a state of magnetization of the MR thin film due to the induction magnetic field.

【図9】MR薄膜に反強磁性膜が挟み込まれた構成のM
R素子の磁化状態を示す模式図であり、(a)は固定磁
化状態及びセンス電流の通電によって誘起される誘導磁
界を示すものであり、(b)は固定磁化状態及び誘導磁
界によるMR薄膜の磁化の様子を示すものである。
FIG. 9 shows an M having a structure in which an antiferromagnetic film is sandwiched between MR thin films.
It is a schematic diagram which shows the magnetization state of R element, (a) shows a fixed magnetization state and the induction | guidance | derivation magnetic field induced by energization of a sense current, (b) is a fixed magnetization state and the MR thin film by an induction | guidance magnetic field. The state of magnetization is shown.

【図10】磁界中で熱処理するMR素子のパターンの一
例を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing an example of a pattern of an MR element that is heat-treated in a magnetic field.

【図11】図9のMR素子のMR特性を示す特性図であ
り、(a)は磁界中熱処理前のMR特性,(b)は磁界
中熱処理後のMR特性である。
11A and 11B are characteristic diagrams showing MR characteristics of the MR element of FIG. 9, where FIG. 11A is an MR characteristic before heat treatment in a magnetic field, and FIG. 11B is an MR characteristic after heat treatment in a magnetic field.

【図12】従来のMR素子を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a conventional MR element.

【図13】従来のMR素子の磁化状態を示す模式図であ
り、(a)はセンス電流によって誘起される誘導磁界を
示すものであり、(b)は誘導磁界によるMR薄膜の磁
化の様子を示すものである。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a magnetized state of a conventional MR element, (a) shows an induced magnetic field induced by a sense current, and (b) shows a state of magnetization of an MR thin film by the induced magnetic field. It is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MRヘッド 4 下層シールド磁性体 5 上層シールド磁性体 6 MR素子 7 バイアス導体 11 下層MR薄膜 12 上層MR薄膜 13 非磁性膜 14 MR感磁部 15 反強磁性膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 MR head 4 Lower shield magnetic body 5 Upper shield magnetic body 6 MR element 7 Bias conductor 11 Lower MR thin film 12 Upper MR thin film 13 Non-magnetic film 14 MR magnetic sensitive section 15 Antiferromagnetic film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 淳一 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 斎藤 憲男 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Junichi Sugawara 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Within Sony Corporation (72) Inventor Norio Saito 6-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に相対向して積層される下層シー
ルド磁性体と上層シールド磁性体との間に、磁気抵抗効
果薄膜よりなる磁気抵抗効果感磁部及びバイアス用導体
が設けられてなる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおい
て、 上記磁気抵抗効果感磁部の一部に反強磁性膜が接触して
形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッド。
1. A magnetoresistive effect magnetic sensing part made of a magnetoresistive effect thin film and a biasing conductor are provided between a lower shield magnetic material and an upper shield magnetic material, which are laminated on a substrate so as to face each other. A magnetoresistive thin-film magnetic head, characterized in that an antiferromagnetic film is formed in contact with a part of the magnetoresistive magnetic sensitive portion.
【請求項2】 磁気抵抗感磁部の上側あるいは下側の少
なくともいずれかに反強磁性膜が接触して形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッド。
2. The magnetoresistive thin-film magnetic head according to claim 1, wherein an antiferromagnetic film is formed in contact with at least one of the upper side and the lower side of the magnetoresistive magnetic sensing section.
【請求項3】 磁気抵抗効果感磁部は、2層の磁気抵抗
効果薄膜が中間層を介して積層されてなり、上記中間層
が反強磁性膜であることを特徴とする請求項1記載の磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
3. The magnetoresistive effect magnetic sensing part is formed by laminating two layers of magnetoresistive effect thin films via an intermediate layer, and the intermediate layer is an antiferromagnetic film. Magnetoresistive thin film magnetic head.
【請求項4】 磁気抵抗効果感磁部を構成する磁気抵抗
効果薄膜の膜厚が、反強磁性膜と交換相互作用している
厚さ分だけ、反強磁性膜を形成しない場合の最適膜厚よ
りも厚くなされていることを特徴とする請求項1記載の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
4. An optimum film in the case where the antiferromagnetic film is not formed by the thickness of the magnetoresistive thin film forming the magnetoresistive magnetic sensitive part by the thickness of exchange interaction with the antiferromagnetic film. The magnetoresistive thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the magnetoresistive thin-film magnetic head is thicker than the thickness.
【請求項5】 反強磁性膜のネール点が、磁気抵抗効果
感磁部を構成する磁気抵抗効果薄膜の磁気特性劣化温度
よりも低いことを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッド。
5. The magnetoresistive thin film according to claim 1, wherein the Neel point of the antiferromagnetic film is lower than the magnetic characteristic deterioration temperature of the magnetoresistive thin film forming the magnetoresistive magnetic sensitive section. Magnetic head.
【請求項6】 基板上に、下層シールド磁性体,磁気抵
抗効果薄膜よりなる磁気抵抗感磁部,反強磁性膜,バイ
アス用導体,上層シールド磁性体を形成して磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを製造するに際して、 磁気抵抗効果薄膜と反強磁性膜とを互いに接触するよう
に成膜した後、これら磁気抵抗効果薄膜と反強磁性膜に
磁界中で熱処理を施すことを特徴とする請求項1記載の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. A magnetoresistive thin-film magnetic head in which a lower shield magnetic body, a magnetoresistive magnetic sensing portion made of a magnetoresistive thin film, an antiferromagnetic film, a bias conductor, and an upper shield magnetic body are formed on a substrate. When manufacturing the magnetoresistive effect thin film and the antiferromagnetic film, the magnetoresistive effect thin film and the antiferromagnetic film are heat-treated in a magnetic field after being formed so as to be in contact with each other. 2. A method of manufacturing a magnetoresistive thin film magnetic head as described in 1.
【請求項7】 接触するように成膜された磁気抵抗効果
薄膜,反強磁性膜に磁界中で熱処理を施すに際して、 磁界の方向を、上記磁気抵抗効果薄膜にセンス電流を通
電することで誘起される誘導磁界の方向と同じにするこ
とを特徴とする請求項6記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの製造方法。
7. When the magnetoresistive thin film and the antiferromagnetic film formed in contact with each other are heat-treated in a magnetic field, the direction of the magnetic field is induced by applying a sense current to the magnetoresistive thin film. 7. The method of manufacturing a magnetoresistive thin-film magnetic head according to claim 6, wherein the direction of the induced magnetic field is the same.
【請求項8】 下層反強磁性膜,磁気抵抗効果薄膜より
なる磁気抵抗効果感磁部,上層反強磁性膜を接触するよ
うに順次形成し、磁界中で熱処理を施すに際して、 磁界の形成を、上記磁気抵抗効果薄膜にセンス電流と同
じ向きの電流を通電することで行うことを特徴とする請
求項7記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方
法。
8. A magnetic field is formed when a lower layer antiferromagnetic film, a magnetoresistive effect magnetic sensing part composed of a magnetoresistive thin film, and an upper antiferromagnetic film are sequentially formed in contact with each other, and heat treatment is performed in a magnetic field. 8. The method of manufacturing a magnetoresistive thin-film magnetic head according to claim 7, wherein the magnetoresistive thin film is applied with a current in the same direction as a sense current.
【請求項9】 下層反強磁性膜,磁気抵抗効果薄膜より
なる磁気抵抗効果感磁部,上層反強磁性膜を接触するよ
うに順次形成した後、磁気抵抗効果薄膜にセンス電流と
同じ向きの電流を通電しながら熱処理を施すに際して、 処理を施す下層反強磁性膜,磁気抵抗効果感磁部,上層
反強磁性膜のパターン形状を、素子が長手方向で複数切
りだされる長さであって素子より広幅の短冊状とするこ
とを特徴とする請求項8記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの製造方法。
9. A lower antiferromagnetic film, a magnetoresistive effect magnetic sensing part composed of a magnetoresistive effect thin film, and an upper antiferromagnetic film are sequentially formed so as to be in contact with each other. The pattern shape of the lower antiferromagnetic film, the magnetoresistive effect magnetic sensitive area, and the upper antiferromagnetic film, which are subjected to heat treatment while applying a current, is the length at which the element is cut out in the longitudinal direction. 9. The method for manufacturing a magnetoresistive effect thin film magnetic head according to claim 8, wherein the strip is wider than the element.
【請求項10】 下層磁気抵抗効果薄膜,反強磁性膜,
上層磁気抵抗効果薄膜を接触するように順次形成し、磁
界中で熱処理を施すに際して、 磁界の形成を、下層磁気抵抗効果薄膜,上層磁気抵抗効
果薄膜にセンス電流と同じ向きの電流を通電することで
行うことを特徴とする請求項7記載の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドの製造方法。
10. A lower magnetoresistive effect thin film, an antiferromagnetic film,
When sequentially forming the upper magnetoresistive thin films in contact with each other and performing heat treatment in a magnetic field, a magnetic field is formed by applying a current in the same direction as the sense current to the lower magnetoresistive thin films and the upper magnetoresistive thin films. 8. The method of manufacturing a magnetoresistive effect thin film magnetic head according to claim 7, wherein
【請求項11】 下層磁気抵抗効果薄膜,反強磁性膜,
上層磁気抵抗効果薄膜を接触するように順次形成した
後、下層磁気抵抗効果薄膜,上層磁気抵抗効果薄膜にセ
ンス電流と同じ向きの電流を通電しながら熱処理を施す
に際して、 処理を施す下層磁気抵抗効果薄膜,反強磁性膜,上層磁
気抵抗効果薄膜のパターン形状を、素子が長手方向で複
数切りだされる長さであって素子より広幅の短冊状とす
ることを特徴とする請求項10記載の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドの製造方法。
11. A lower magnetoresistive thin film, an antiferromagnetic film,
After sequentially forming the upper magnetoresistive effect thin films in contact with each other, the lower magnetoresistive effect thin film and the upper magnetoresistive effect thin film are subjected to heat treatment while applying a current in the same direction as the sense current. 11. The pattern shape of the thin film, the antiferromagnetic film, and the upper magnetoresistive effect thin film is a strip shape having a length of a plurality of elements cut out in the longitudinal direction and wider than the element. Manufacturing method of magnetoresistive thin film magnetic head.
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