JPH0799113A - 磁気抵抗効果多層膜および磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果多層膜および磁気ヘッド

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JPH0799113A
JPH0799113A JP5242379A JP24237993A JPH0799113A JP H0799113 A JPH0799113 A JP H0799113A JP 5242379 A JP5242379 A JP 5242379A JP 24237993 A JP24237993 A JP 24237993A JP H0799113 A JPH0799113 A JP H0799113A
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JP
Japan
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multilayer film
magnetoresistive effect
magnetic
magnetic layer
ray diffraction
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JP5242379A
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English (en)
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Susumu Uchiyama
晋 内山
Shigeru Tsunashima
滋 綱島
Tatsuya Kanda
達哉 神田
Mutsuko Jinbo
睦子 神保
Ryoichi Nakatani
亮一 中谷
Ken Sugita
愃 杉田
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Nagoya University NUC
Hitachi Ltd
Original Assignee
Nagoya University NUC
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、多層磁気抵抗効果膜の飽和
磁界を低減し、かつ高い磁気抵抗変化率を得る方法を提
供することにある。 【構成】 多層磁気抵抗効果膜の飽和磁界を低減するた
めに、Ｎｉ−Ｆｅ系合金磁性層を用いた多層膜では、Ｉ
200／（Ｉ111＋Ｉ200）を０．５以下、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金磁性層を用いた多層膜ではＩ200／（Ｉ111＋Ｉ
200）を０．４以下にした。これにより、８０ｋＡ／ｍ
以下の飽和磁界を得た。また、比較的高い磁気抵抗変化
率を得るために、多層膜のＩ200／（Ｉ111＋Ｉ200）を
０．２以上にした。また、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金
のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ％とすることにより、高い
磁気抵抗変化率および、異方性磁界の低い磁性層を得
た。また、上記多層磁気抵抗効果膜を磁気抵抗効果素
子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に用いた。 【効果】 本発明の多層磁気抵抗効果膜は高い磁気抵抗
変化率を示す。また、上記多層磁気抵抗効果膜を使用し
た磁気ヘッドは、優れた再生特性を示した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い磁気抵抗効果を有す
る磁気抵抗効果多層薄膜およびこれを用いた磁気抵抗効
果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。現在、使用されてい
るパ−マロイの磁気抵抗変化率は約３％であり、新材料
はこれを上回る磁気抵抗変化率を有することが必要であ
る。
【０００３】最近、Baibichらによる、フィジカル・レ
ビュ−・レタ−ズ(Pysical ReviewLetters)、第61巻、
第21号、2472〜2475ペ−ジに記載の「(001)Fe/(001)Cr
磁性超格子の巨大磁気抵抗効果」（Giant Magnetoresis
tance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices）
のように、多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）
において、約５０％の磁気抵抗変化率（４．２Ｋにおい
て）が観測されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記Ｆｅ／Ｃ
ｒ多層膜に十分な磁気抵抗変化を生じさせるためには、
８００ｋＡ／ｍもの高い磁界が必要であり、低い磁界で
動作する必要がある磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドに用
いることができないという問題がある。
【０００５】本発明の目的は、上述の多層膜を用いた磁
気抵抗効果素子の問題の解決方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の材
料および膜厚を有する磁性層、非磁性層を積層した多層
磁性膜を用いた磁気抵抗効果素子について鋭意研究を重
ねた結果、磁性層としてＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ
系合金等の面心立方格子構造を有する磁性材料を用い、
上記磁性層の結晶配向性を調整することにより高磁気抵
抗効果および低飽和磁界を有する多層膜が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、非磁性層を積層した多層膜を用
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層としてＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の面心立方格子構造を有
する磁性材料を用い、磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
回折強度Ｉ111の強度の関係を、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
111＋Ｉ200）≦０．５とすることにより、飽和磁界を低
くし、高い磁気抵抗効果を得ることができる。
【０００８】また、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
【０００９】第１の発明の特徴は、（１）磁性層と非磁
性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜にお
いて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁性
層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結
晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関
係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５であ
る磁気抵抗効果多層膜にある。
【００１０】（２）（１）において、磁気抵抗効果多層
膜の飽和磁界は８０ｋＡ／ｍ以下であることが好まし
い。
【００１１】（３）（１）または（２）において、面心
立方格子構造を有する磁性層がＮｉ−Ｆｅ系合金である
が好ましい。
【００１２】（４）（１）または（２）において、面心
立方格子構造を有する磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金
であり、上記磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線回
折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度
Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋
Ｉ200）≦０．４であることが好ましい。
【００１３】（５）（４）において、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％であることが好ま
しい。
【００１４】第２の発明の特徴は、（６）磁性層と非磁
性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜にお
いて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁性
層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結
晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関
係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５であ
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも一部に用いた磁気抵
抗効果素子にある。
【００１５】第３の発明の特徴は、（７）磁性層と非磁
性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜にお
いて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁性
層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結
晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関
係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５であ
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘ
ッドにある。
【００１６】第４の発明の特徴は、（８）磁性層と非磁
性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜にお
いて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁性
層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結
晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関
係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５であ
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも一部に用いた磁気抵
抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁
気ヘッドにある。
【００１７】第５の発明の特徴は、（９）磁性層と非磁
性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜にお
いて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁性
層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結
晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関
係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５であ
る磁気抵抗効果多層膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘ
ッドを有する磁気記録再生装置にある。
【００１８】第６の発明の特徴は、（１０）磁性層と非
磁性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果多層膜に
おいて、上記磁性層が面心立方格子構造を有し、上記磁
性層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と
結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の
関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５で
ある磁気抵抗効果多層膜を少なくとも一部に用いた磁気
抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型
磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置にある。
【００１９】
【作用】上述のように、非磁性層を積層した多層膜を用
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層としてＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の面心立方格子構造を有
する磁性材料を用い、磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
回折強度Ｉ111の強度の関係を、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
111＋Ｉ200）≦０．５とすることにより、低飽和磁界お
よび高磁気抵抗効果を同時に得ることができる。
【００２０】また、上記磁気抵抗効果多層膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、図表を参照
しながらさらに具体的に説明する。
【００２２】［実施例１］多層膜の作製にはイオンビ−
ムスパッタリング法を用いた。到達真空度は、３／１０
5Ｐａ、スパッタリング時のＡｒ圧力は２／１０2Ｐａで
ある。また、膜形成速度は、０．１〜０．２ｎｍ／ｓで
ある。基板にはＳｉ（１００）単結晶を用いた。形成し
た多層膜の断面構造を図２に示す。本実施例では、この
図の磁性層１１として、膜厚１．０ｎｍのＮｉ−２０ａ
ｔ％Ｆｅ合金を用いた。また、非磁性層１２としてはＣ
ｕを用いた。積層数は２０周期である。また、バッファ
層１３は膜厚５ｎｍのＦｅである。Ｆｅは基板面に対
し、結晶の（１００）面が平行になるように配向してい
た。
【００２３】Ｃｏ／Ｃｕ多層膜において、Egelhoff, J
r.らによる、1992年国際磁気学会予原集(Digests of th
e Intermag Conference,1992)FB-02ペ−ジに記載の「Cu
(111)及びCu(100)上に形成したFe/Cu/Fe及びCo/Cu/Co多
層膜における反強磁性的結合」（Antiferromagnetic Co
upling in Fe/Cu/Fe and Co/Cu/Co Multilayers on Cu
(111) and Cu(100)）のように、Cu(100)面上にＣｏ／Ｃ
ｕ多層膜を形成すると磁性層間の交換相互作用が強く、
飽和磁界は高いことが明らかになっている。しかし、Ｃ
ｏ層は軟磁性材料ではなく、磁気ヘッド等に用いるには
好ましくない。これに対し、本発明に用いているＮｉ−
Ｆｅ系合金は保磁力が低く、実用的な材料である。そこ
で、本実施例の多層膜の結晶の（２００）面によるＸ線
回折強度Ｉ200および結晶の（１１１）面によるＸ線回
折強度Ｉ111による飽和磁界の変化について調べた。結
果を図１に示す。この図のように、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ
200）の値が０．５以下の時に、飽和磁界が８０ｋＡ／
ｍ以下になる。通常、磁気記録媒体から発生する磁界
は、８０ｋＡ／ｍ程度以下である。従って、Ｉ200／
（Ｉ111＋Ｉ200）の値は０．５以下が好ましい。
【００２４】次に、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値と磁
気抵抗変化率との関係について調べた。図３に結果を示
す。この図のように、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が
低いと磁気抵抗変化率が低下する。Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ
200）の値を０．２以上にすると、２％以上の磁気抵抗
変化率が得られる。
【００２５】以上述べたように、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
111＋Ｉ200）≦０．５なる関係を満たすような結晶配向
性において、比較的高い磁気抵抗変化率と比較的低い飽
和磁界を得ることができる。
【００２６】また、Ｎｉ−Ｆｅ系合金のＦｅの濃度は、
結晶磁気異方性および薄膜磁歪の値を零近傍にするため
に、１０〜３０ａｔ％が好ましい。
【００２７】また、本実施例では、非磁性層としてＣｕ
を用いた場合について述べたが、非磁性層として他の材
料を用いても、磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線
回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線回折強
度Ｉ111の強度の関係を０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋
Ｉ200）≦０．５とすることにより、高い磁気抵抗変化
率および低い飽和磁界を示す多層膜を得ることができ
る。
【００２８】また、本実施例では、多層膜形成法とし
て、イオンビ−ムスパッタリング法を用いたが、高周波
スパッタリング法を用いると、さらに低い飽和磁界を得
ることができる。
【００２９】また、本実施例では、バッファ層としてＦ
ｅを用いたが、Ｎｉ−Ｆｅ層を上記のような結晶配向性
にすることができれば、どのような材料でも良い。
【００３０】また、例えば、Ｃｏ層とＮｉ−Ｆｅ層など
の２種類以上の磁性層を同時に用いる場合についても、
比較的弱い交換相互作用を利用する限り、本発明の効果
が生じる。
【００３１】また、磁気抵抗効果曲線が左右対称である
場合には、あらかじめ、磁気抵抗効果多層膜の磁界検出
方向ににバイアス磁界を印加する機構を備えておけば、
磁界の正負を判断できる磁気抵抗効果素子を得ることが
できる。
【００３２】また、磁気抵抗効果曲線にバルクハウゼン
ノイズが生じる場合は、磁気抵抗効果多層膜の磁界検出
方向と直角の方向にバイアス磁界を印加する機構を設け
ることが、バルクハウゼンノイズの抑止に効果がある。
多層膜では、各磁性層に均一にバイアス磁界を印加する
ことが好ましいため、バイアス磁界印加には永久磁石層
を用いることが好ましい。
【００３３】［実施例２］多層膜の作製には高周波スパ
ッタリング法を用いた。到達真空度は、１／１０4Ｐ
ａ、スパッタリング時のＡｒ圧力は０．７Ｐａである。
また、膜形成速度は、０．５〜１．０ｎｍ／ｓである。
基板にはコ−ニング社製７０５９ガラスを用いた。形成
した多層膜の断面構造を図２に示す。本実施例では、こ
の図の磁性層１１として、膜厚１．５ｎｍのＮｉ−１６
ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏを用いた。また、非磁性層
１２としては、膜厚０．９ｎｍのＣｕを用いた。積層数
は１４周期である。また、バッファ層１３は膜厚５ｎｍ
のＦｅ−Ｎｉ系合金である。
【００３４】バッファ層１３のＦｅ−Ｎｉ系合金の組成
を変えることにより、多層膜の結晶配向性を変化させ
た。図４に結晶の（２００）面のＸ線回折強度を
Ｉ200、（１１１）面のＸ線回折強度をＩ111とした時
の、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値と飽和磁界との関係
を示す。図のように、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値を
０．４以下にすると、８０ｋＡ／ｍ以下の飽和磁界が得
られる。
【００３５】図５にＩ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値と磁
気抵抗変化率との関係を示す。図のように、Ｉ200／
（Ｉ111＋Ｉ200）の値が０．２以上になると、２０％以
上の磁気抵抗変化率が得られる。
【００３６】以上、述べたように、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金では、０．２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．４
とすることにより、８０ｋＡ／ｍ以下の飽和磁界および
２０％以上の磁気抵抗変化率を得ることができる。ま
た、上述のような結晶配向性による、磁気抵抗変化率の
変化は、他の組成のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を磁性層と
して用いた多層膜においても同様に観測された。
【００３７】［実施例３］実施例２と同様の方法で多層
膜を形成した。本実施例では、図２の磁性層１１とし
て、膜厚１．５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い
た。ＮｉおよびＦｅの組成比は、８０：２０とし、Ｃｏ
の濃度を変化した。また、非磁性層１２としては、膜厚
０．９ｎｍのＣｕを用いた。また、バッファ層１３は膜
厚５ｎｍのＦｅ−Ｎｉ系合金である。Ｉ200／（Ｉ111＋
Ｉ200）の値は、ほぼ０．３である。
【００３８】図６のように、磁性層のＣｏ濃度と共に磁
気抵抗変化率が高くなる。２０％以上の磁気抵抗変化率
を得るためには、１０ａｔ％以上のＣｏ濃度が好まし
い。
【００３９】上述のように、Ｃｏ濃度を高くすると、高
い磁気抵抗変化率を得ることができる。しかし、あまり
Ｃｏ濃度を高くすると、磁性層の異方性磁界が高くな
り、多層膜の飽和磁界が高くなるという問題がある。図
７にＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層のＣｏ濃度と異方性磁界
との関係を示す。この図のように、Ｃｏ濃度が高くなる
と、磁性層の異方性磁界が高くなる。異方性磁界を２ｋ
Ａ／ｍ以下とするためには、Ｃｏ濃度を２５ａｔ％以下
にする必要がある。
【００４０】以上のように、高い磁気抵抗変化率および
低い磁性層の異方性磁界を得るためには、Ｃｏ濃度を１
０〜２５ａｔ％にすることが好ましい。
【００４１】なお、磁性層の結晶磁気異方性定数を零に
近くし、磁性層の保磁力を低くするためには、ＮｉとＦ
ｅの組成比を７５：２５〜８５：１５にすることが好ま
しい。
【００４２】［実施例４］本発明の磁気抵抗効果多層膜
を用いて磁気抵抗効果素子を形成した。本実施例では、
図２の磁性層１１として、膜厚１．５ｎｍのＮｉ−１６
ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏを用いた。また、非磁性層
１２としては、膜厚０．９ｎｍのＣｕを用いた。積層数
は１４周期である。また、バッファ層１３は膜厚５ｎｍ
のＦｅ−Ｎｉ系合金である。Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）
の値は、ほぼ０．３である。
【００４３】図８に磁気抵抗効果素子の構造を示す。磁
気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果多層膜２３および電極
２４をシ−ルド層２１、２２で挟んだ構造を有する。上
記磁気抵抗効果素子に磁界を印加し、磁気抵抗効果素子
の電気抵抗率の変化を測定したところ、従来のパ−マロ
イ単層膜を用いた磁気抵抗効果素子と比較して、７倍の
出力を示した。これは、磁気抵抗効果多層膜として、高
い磁気抵抗変化率を示す本発明の磁気抵抗効果多層膜を
用いたためである。
【００４４】［実施例５］実施例４で述べた磁気抵抗効
果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。磁気ヘッドの構
造を以下に示す。図９は、記録再生分離型ヘッドの一部
分を切断した場合の斜視図である。磁気抵抗効果多層膜
３１をシ−ルド層３２、３３で挾んだ部分が再生ヘッド
として働き、コイル３４を挾む下部磁極３５、上部磁極
３６の部分が記録ヘッドとして働く。磁気抵抗効果多層
膜３１は実施例４に記載の多層膜からなる（但し、積層
数は異なる）。また、磁界検出方向のバイアス磁界印加
のため、多層膜上にＴａからなる導体層３８を形成し
た。また、電極３９には、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多層
構造の材料を用いた。
【００４５】以下にこのヘッドの作製方法を示す。
【００４６】Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体を
スライダ用の基板３７とした。シ−ルド層、記録磁極に
はスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用い
た。各磁性膜の膜厚は、以下のようにした。上下のシ−
ルド層３２、３３は１．０μｍ、下部磁極３５、上部３
６は３．０μｍ、磁気抵抗効果多層膜全体の膜厚は約３
８ｎｍである。各層間のギャップ材としてはスパッタリ
ングで形成したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ層の膜厚
は、シ−ルド層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記
録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記
録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ2
Ｏ3で形成した。コイル３４には膜厚３μｍのＣｕを使
用した。
【００４７】以上述べた構造の磁気ヘッドで記録再生を
行ったところ、高い再生出力を得た。これは、本発明の
磁気ヘッドに高磁気抵抗効果および低飽和磁界を示す多
層膜を用い、適切なバイアス磁界を印加したためと考え
られる。
【００４８】上記実施例ではバイアス法としてはシャン
トバイアス法を用いた場合を示したが、電流バイアス
法、永久磁石法、ソフトバイアス法、相互バイアス法な
ど別のバイアス法を使用しても同様な効果が得られる。
【００４９】ところで、磁気ヘッドが記録および再生能
力を同時に有している場合、基板に近い部分に記録用の
素子を形成すると、記録用素子の上部では、コイル、磁
極などの形成のために、大きな段差が生じる。この上
に、磁気抵抗効果多層膜を形成すると、段差の影響で多
層構造が乱れ、好ましくない。これに対し、図９のよう
に、基板に近い部分に再生用の磁気抵抗効果素子を形成
すると、比較的段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子が
形成されるため、多層構造の乱れが生じにくい。これ
は、パ−マロイ単層膜を用いた磁気抵抗効果素子とは本
質的に異なる現象である。
【００５０】以上の観点から、磁気ヘッドが記録および
再生能力を同時に有している場合、基板に近い部分に再
生用の磁気抵抗効果素子を形成することが好ましい。
【００５１】また、同じ観点から、記録用の素子と、再
生用の磁気抵抗効果素子を同じ基板における他の場所に
形成すると、段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子を形
成できる。
【００５２】しかし、記録用の誘導型磁気ヘッドを形成
するプロセスにおいて、磁気ヘッドが高い温度になる場
合は、先に誘導型磁気ヘッドを形成することが好まし
い。これは、磁気抵抗効果多層膜の熱安定性が低いため
である。
【００５３】また、本発明の磁気抵抗効果素子は、磁気
ヘッド以外の磁界検出器にも用いることができる。
【００５４】また、さらに、上記磁気ヘッドを磁気記録
再生装置に用いることにより、高性能磁気記録再生装置
が得られる。
【００５５】
【発明の効果】上述のように、非磁性層を積層した多層
膜を用いた磁気抵抗効果素子において、非磁性層を積層
した多層膜を用いた磁気抵抗効果素子において、磁性層
としてＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ系合金等の面心立
方格子構造を有する磁性材料を用い、磁性層の結晶の
（２００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１
１）面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関係を、０．
２≦Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．５とすることによ
り、低飽和磁界および高磁気抵抗効果を同時に得ること
ができる。また、上記磁気抵抗効果多層膜は、磁気抵抗
効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適である。
また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能磁気
記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ磁気抵抗効果多層膜
のＸ線回折強度比と飽和磁界との関係を示すグラフであ
る。
【図２】本発明の磁気抵抗効果多層膜の断面構造であ
る。
【図３】本発明のＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ磁気抵抗効果多層膜
のＸ線回折強度比と磁気抵抗変化率との関係を示すグラ
フである。
【図４】本発明のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ／Ｃｕ磁気抵抗効果
多層膜のＸ線回折強度比と飽和磁界との関係を示すグラ
フである。
【図５】本発明のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ／Ｃｕ磁気抵抗効果
多層膜のＸ線回折強度比と磁気抵抗変化率との関係を示
すグラフである。
【図６】本発明のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ／Ｃｕ磁気抵抗効果
多層膜における磁性層のＣｏ濃度と磁気抵抗変化率との
関係を示すグラフである。
【図７】Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度と異方性磁
界との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の磁気抵抗効果多層膜を用いた磁気抵抗
効果素子の構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の磁気ヘッドの構造を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
１１…磁性層、１２…非磁性層、１３…バッファ層、１
４…基板、２１，２２…シ−ルド層、２３…多層磁気抵
抗効果膜、２４…電極、３１…多層磁気抵抗効果膜、３
２，３３…シ−ルド層、３４…コイル、３５…下部磁
極、３６…上部磁極、３７…基体、３８…導体層、３９
…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 達哉 愛知県名古屋市昭和区元宮町４丁目２番地 (72)発明者 神保 睦子 三重県四日市市桜台二丁目５番地の87 (72)発明者 中谷 亮一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
    た磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立方
    格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
    るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
    回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５であることを特徴とする磁気抵抗
    効果多層膜。
  2. 【請求項２】上記磁気抵抗効果多層膜の飽和磁界が８０
    ｋＡ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁
    気抵抗効果多層膜。
  3. 【請求項３】上記面心立方格子構造を有する磁性層がＮ
    ｉ−Ｆｅ系合金であることを特徴とする請求項１または
    請求項２記載の磁気抵抗効果多層膜。
  4. 【請求項４】上記面心立方格子構造を有する磁性層がＮ
    ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２
    ００）面によるＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）
    面によるＸ線回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦
    Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）≦０．４であることを特徴と
    する請求項１または請求項２記載の磁気抵抗効果多層
    膜。
  5. 【請求項５】上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が
    １０〜２５ａｔ％であることを特徴とする請求項４記載
    の磁気抵抗効果多層膜。
  6. 【請求項６】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
    た磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立方
    格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
    るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
    回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５である磁気抵抗効果多層膜を少な
    くとも一部に用いたことを特徴とする磁気抵抗効果素
    子。
  7. 【請求項７】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
    た磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立方
    格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
    るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
    回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５である磁気抵抗効果多層膜を少な
    くとも一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
  8. 【請求項８】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
    た磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立方
    格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
    るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
    回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５である磁気抵抗効果多層膜を少な
    くとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッ
    ドを組み合わせたことを特徴とする複合型磁気ヘッド。
  9. 【請求項９】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
    た磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立方
    格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
    るＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ線
    回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５である磁気抵抗効果多層膜を少な
    くとも一部に用いた磁気ヘッドを有することを特徴とす
    る磁気記録再生装置。
  10. 【請求項１０】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用
    いた磁気抵抗効果多層膜において、上記磁性層が面心立
    方格子構造を有し、上記磁性層の結晶の（２００）面に
    よるＸ線回折強度Ｉ200と結晶の（１１１）面によるＸ
    線回折強度Ｉ111の強度の関係が、０．２≦Ｉ200／（Ｉ
    111＋Ｉ200）≦０．５である磁気抵抗効果多層膜を少な
    くとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッ
    ドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを有することを特徴
    とする磁気記録再生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2006225810B2 (en) * 2005-03-18 2009-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dual fuel injection system internal combustion engine

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